Brevet FR2513590A1 — publié le 19830401

La présente invention concerne un procédé de liage automatique à partir d'un lien dont les extrémités sont superposées en sens opposé pour la ligature. Il existe de nombreux procédés de liage utilisés pour fermer des liens en superposant les extrémités en sens opposé, procédés qui font inter- venir des moyens plus ou moins complexes dont la mise en oeuvre-se complète d'interventions manuelles Il existe aussi des moyens automatiques qui per- mettent de lier des colis,même sous presse,selon ces procédés. Mais ces moyens ne peuvent fonctionner dans une presse o les élé- ments progressent sans intervalle entre eux dans un conduit en pression, en posant les liens dans le sens de la progression car il faut lancer le lien et, pour cela, les 4 côtés dans le plan du lien doivent être dégagés. Il existe également des moyens pour lier des colis avec progression continue dans un canal sous pression, mais les procédés de liage superpo- sent dans le même sens les extrémités du lien: ces procédés sont, à titre d'exemple, mis en oeuvre dans les presses agricoles à partir de liens sou- ples (ficelle) out malléables (fil de fer recuit). La présente invention a pour objet de réaliser,automatiquement et dans un temps très bref,une opération de liage que l'on peut faire manuel- lement à l'aide d'un moyen approprié-à la nature du lien, la ligature se faisant, selon le cas, par agrafage, soudage ou torsion des extrémités su- perposées (ou juxtaposées avec recouvrement, selon la forme du lien). L'utilisation de ces moyens demande toujours l'introduction d'une extrémité du lien dans un sens et de l'autre extrémité en sens opposé. Généralement le lien n'est pas coupé à dimension à l'avance, mais seulement après liage, le lien étant prélevé sur une réserve importante (bobine, pelote, etc) Après liage et coupure, l'extrémité devenue libre du prochain lien doit être dégagée du dispositif pour être réintroduite de l'autre côté de l'appareil. Le procédé fonctionne avantageusement pour lier un élément dans un conduit o les colis ou la matière progressent sans interruption et en su- bissant une pression dans au moins deux plans différents, mais aussi dans une presse o l'effort ne s'exerce que dans un seul plan. Le présent procédé fait intervenir successivement les opérations suivantes: maintien de l'extrémité du lien pendant la compression de l'élément à lier Le lien, généralement en provenance d'une réserve, contourne l'élé- ment à lier et se recourbe à proximité de l'extrémité tenue. -2- changement de position de maintien de l'extrémité dans la zone recourbée du lien et rotation de cette extrémité,pour préparer le liage en inver- sant le sens de départ du lien vers l'élément à lier. présentation de l'autre extrémité du lien en réalisant une boucle complète autour de l'élément à lier et superposition de cette extrémité sur l'ex- trémité retournée. exécution du liage réalisant une jonction des extrémités appliquées l'une sur l'autre en sens opposé avec coupure du lien pour l'isoler de la ré- serve. tenue de l'extrémité nouvelle en attente de la formation d'un prochain élément à lier. Le présent procédé met en oeuvre avantageusement des liens présen- tant au moins une dimension importante dans la section Ces liens peuvent être par exemple plats, ronds ou ovales Les liens de petites dimensions pourraient être également utilisés dans ce procédé, mais cela offre peu d'intérêt, car il existe des moyens connus de ligature automatique dans ce cas. Le présent procédé fait appel à un ensemble constitué par les moyens suivants: 1 moyen pour maintenir l'extrémité recourbée du lien ( de retenue". Cette pince de retenue peut effectuer un mouvement de rotation d'ensemble dans un plan parallèle à celui du lien qui la fait passer de la position de retenue à celle de prise du lien et inversement. Cette pince de retenue comporte,à son extrémité,une mâchoire fixe et une mâchoire manoeuvre par l'intervention d'un moyen de commande auxil- liaire,permettant d'effectuer les mouvements de prise et de retenue du lien en synchronisation avec la rotation de l'ensemble de la pince. Les 2 mâchoires de la pince sont pourvues d'un moyen qui permet la déformation du lien pour améliorer la tenue et éviter le glissement en cas d'effort de traction. 1 moyen pour saisir l'extrémité recourbée du lien et la retourner, que ilous appellerons pour la commodité "pince de retournement", constitué par un organe cylindrique à l'extrémité duquel se trouve aussi une pince dont une mâchoire est solidaire du corps de l'organe et l'autre mobile La mâchoire solidaire du corps comporte un côté parallèle au cor 05, lui même disposé perpendiculairement au plan du lien Le lien vers son extrémité 3contourne la mâchoire au niveau de cette arête et se recourbe vers la pince de retenue. Le côté opposé de la mâchoire présente un pan incliné destiné à favoriser l'échappement du lien après formation de la ligature. La mâchoire mobile est commandée par une biellette et un poussoir. Le fonctionnement de cette mâchoire est le fait d'un moyen de commande qui réalise également la rotation de l'organe, les 2 mouvements se faisant par intervention d'un dispositif qui assure la priorité du mou- vement de fermeture de la pince sur la rotation. 1 moyen pour approcher de la zone de liage laseconde extrémité du lien à partir de la réserve, qui est généralement une aiguille permettant de terminer la boucle du lien autour de l'élément à lier. Ce type de moyen est bien connu et largement utilisé dans les pro- cédés de liage. 1 dispositif de liage, moyen choisi parmi ceux existants et approprié à la nature du lien. Ce moyen réalisera la ligature des extrémités superposées en sens opposé et la coupure de l'extrémité du lien reliée à la réserve pour iso- ler le lien fermé. 1 moyen pour commander le dispositif de liage en l'amenant dans la zone de superposition des extrémités, en assurant son fonctionnement pour réali- ser la ligature des extrémités et l'isolement du lien de la réserve, et le ramener dans une position de repos en attendant un nouveau liage. L'ensemble des mouvements de mise en oeuvre du procédé doit se réa- liser dans un ordre défini. La synchronisation des mouvements pourra être ef-fectuée mécanique- ment à partir d'un mouvement rotatif qui impliquera la simultanéité de cer- tains mouvements, l'ensemble se faisant sur un cycle. En cas de commande d'autre type (hydraulique, pneumatique, électri- que,etc) la succession chronologique des mouvements demeure la contrainte impérative, ces mouvements pouvant alors être désolidarisés. Pour expliquer le procédé, nous ferons appel à des figures réper- toriées de 1 à 7 J. La figure 1 présente les moyens de mise en oeuvre du procédé dans le cas d'un conduit sous pression o les éléments progressent en contact l'un de l'autre. La figure 2 montre la pince de retenue dans 2 positions de travail: fer- mée et ouverte, la position ouverte de la pince étant présentée en coupe. La came qui intervient dans le fonctionnement de cette pince figure égale- A 4 -4 - ment sur ce dessin. La figure 3 présente la pince de retournement fermée. La figure 4 présente la pince de retournement ouverte. La figure 5 montre le principe de commande, de fermeture et rotation de la pince de retournement du lien. La figure 6 présente, en vue de dessus, la situation des différentes pinces et du moyen de liage. Les figures 7 A à 7 J montrent le principe de fonctionnement du procédé dans ses phases principales. Pour comprendre plus facilement le procédé, nous allons prendre l'exemple d'une presse comportant un canal de compression dans lequel la matière avance sous l'action d'un piston éventuellement soumis à un mouve- ment alternatif, comme par exemple les presses agricoles ou certaines pres- ses à déchets (cas de la fig 1). Le lien ( 1) part d'une réserve, passe dans le chas ( 2) d'une ai- guille ( 3) située au repos (par exemple) en dessous du canal, puis sur le galet ( 2 a) dans le chas, continue vers l'arrière à la partie inférieure du canal, traverse le canal entre le colis précédemment lié et le colis en formation, revient à la partie supérieure du canal vers l'entrée, tourne autour de la pince de retournement ( 4) et se termine dans la pince de re- tenue ( 5). Cette trajectoire est une trajectoire classique pour tout lien dans une presse citée en exemple. L'originalité du dispositif tient à la forme, au mouvement de la pince de retenue et de la pince d'inversion (ou de retournement) ainsi qu'à la synchronisation de l'ensemble des mouvements. La position relative des 2 pinces est fonction de l'espace disponi- ble et de la taille des pièces: elles peuvent être coaxiales ou voisines. La pince de retenue (fig 2) a des fonctions multiples Elle doit: saisir le lien amené par l'aiguille, superposer le lien sur l'extrémité déjà tenue en l'amenant à la position de liage, retenir l'extrémité du lien pendant la formation de la balle suivante. Elle comporte les parties suivantes: 2 mâchoires ( 1 et 2) placées perpendiculairement à un bras cylindrique ( 3) constitué d'un axe ( 6) et d'un manchon ( 7) Le bras ( 3) est fixé sur un support ( 4) pouvant pivoter autour d'un axe ( 5) parallèle au plastron (plate-forme suppoetant tous les éléments du lieur) mais dans un plan per- pendiculaire à celui du lien, le bras se déplace dans un plan parallèle au - plan de l'aiguille d'amenée du lien Il effectue une rotation qui l'amène d'une position sensiblement horizontale (position de retenue et de liage) à une position sensiblement verticale (position de prise du lien) et vice versa. La mâchoire ( 1) est solidaire du bras par l'intermédiaire d'un axe ( 6) fixé dans le support de la pince ( 4). La mâchoire ( 2) est mobile; elle est solidaire d'un manchon ( 7) concentrique avec le bras de la pince ( 2 bagues ( 8) assurant la liaison entre manchon et axe) Le mouvement de cette mâchoire est commandé par une came ( 10) sur laquelle roule un galet ( 9) (ou glisse un patin) solidaire de la mâchoire ( 2). La came ( 10) forme un chemin de roulement centré sur l'axe ( 5), mais dans un plan perpendiculaire A son extrémité supérieure la came lâche le galet ( 9) En échappant de la came le galet permet l'ouverture de la pince par la rotation de la mâchoire ( 2) Il faut noter que l'ensemble pince + came doit être très rigide Aussi pour compenser les contraintes pendant le fonctionnement, la came ( 10) peut comporter 2 rampes parallèles formant chemin de roulement, l'axe ( 6) étant alors prolongé pour porter un galet venant s'appuyer sur la 2 ème rampe Le maintien de la pince,au moyen de 2 galets retenus entre les rampes de la came,a pour avantage de suppri- mer les risques de flexion de la pince ou de la came. La pince de retournement (fig 3 et 4) est formée par un corps cy- lindrique creux ( 1) axé dans un bâti ( 2) solidaire du plastron La pince est située dans un plan perpendiculaire à la direction du lien L'axe de cette pince est parallèle à l'axe ( 5 fig 2) de la pince de retenue Les 2 pinces peuvent éventuellement être concentriques comme signalé plus haut. La mâchoire ( 3), à l'extrémité de la pince, est solidaire du corps ( 1) et tourne avec lui Elle comporte un bord ( 3 a) parallèle à l'axe Le bord opposé ( 3 b) est biseauté La mâchoire ( 4) est mobile Elle peut pivoter de 900 autour de l'axe ( 5) sous la poussée de la biellette ( 6) commandeepar le poussoir ( 7) La biellette ( 6) est logée dans le corps de la pince o se trouve également le ressort ( 8) qui assure l'ouverture de la mâchoire ( 4). La fermeture de la mâchoire est réalisée par l'action d'une came ( 9 fig 5 et 6) qui agit entre l'extrémité ( 7 a) du poussoir ( 7) et une butée ( 10) solidaire du corps ( 1). L'extrémité ( 7 a) et la butée ( 10) peuvent être constituées par des billes ou des galets. -6- Le fonctionnement de la pince se fait en 2 temps (fig 5) ler temps fermeture de la pince: dans la première partie de sa rota- tion (sur environ 30 ) le levier de commande ( 11) articulé sur le corps ( 1) au point (la) permet à la came ( 9), dont il est solidaire, d'agir sur le poussoir ( 7) pour fermer la pince. 2 ème temps rotation de la pince de 90 Après fermeture de la pince, le levier de commande ( 11) arrive en butée contre le corps ( 1) de la pince En continuant sa rotation, il entraîne la pince Une butée escamo- table non représentée assure la fermeture de la pince avant sa rotation. L'aiguille (fig 1) peut être du même type que celles utilisées généralement dans les presses agricoles pour le liage à la ficelle ou au fil de fer. Elle a une forme en arc de cercle et se termine par une pointe, comportant un chas ( 2) et un galet ( 2 a) permettant le passage facile du lien dans le plan médian de l'aiguille. L'aiguille est portée par un balancier ( 6), qui, par un mouvement circulaire, permet d'amener le lien d'un côté à l'autre du colis à lier en passant généralement dans les fentes spécialement aménagées del'élément de compression (piston). Le mouvement du balancier est commandé par une manivelle ( 7) tour- nant autour d'un axe ( 8) par l'intermédiaire d'une bielle ( 9). Le procédé pouvant s'appliquer à différents liens, il conviendra donc d'utiliser le dispositif de liage approprié, par exemple pince à sertir pour un lien plat métallique, pince à souder pour un lien plat plastique, pince à torsader pour un lien métallique rond ou ovale. Le dispositif de liage ( 1 de la figure 6) est fixé sur unbalancier ( 2) qui lui permet un déplacement dans un plan sensiblement parallèle au plastron, en pivotant autour de l'axe ( 3) perpendiculaire au plastron Le dispositif pourra ainsi être positionné de manière à réaliser correctement le liage Le déplacement du dispositif sera obtenu par l'action sur l'ex- trémité ( 4) du balancier opposée à celle du dispositif. Pour effectuer le liage, le dispositif ( 1) est placé entre la pince de retenue ( 5) et la pince de retournement ( 6) Dans cette zone les extré- mités du lien ( 7) sont superposées en sens opposé et tenues dans les 2 pinces précitées. Le retour au point de repos du dispositif de liage peut être com- mandé ou se faire plus avantageusement sous l'action d'un ressort (non re- présenté) La commande de fonctionnement du dispositif de liage comme celle -7- de tous les mouvements du procédé pourra être réalisée hydrauliquement, pneumatiquement, électriquement ou mécaniquement. Dans le cas de commande hydraulique, pneumatique, électrique ou mixte, l'exécution des mouvements pourra être réalisée directement par vérins ou moteurs, la synchronisation se faisant par capteurs fin de course. Dans le cas de commande mécanique, l'exécution des mouvements pourra se faire par cames, galets et tringleries. Pour assurer la synchronisation, les cames peuvent être avantageu- sement portées par des disques axés sur l'arbre de commande des aiguilles ( 8 fig 1) ce qui assure la réalisation de tous les mouvements sur un cycle du dispositif d'entraînement des aiguilles. Fonctionnement: pour bien comprendre le fonctionnement, nous reprendrons l'exemple cité plus haut. Les schémas des fig 7 indiquent les mouvements des pinces de rete- nue et d'inversion. Fig 7 A Pendant la formation du colis, l'extrémité du lien ( 1) est te- nue dans la pince de retenue ( 2), le lien passe autour de la mâchoire ( 3) de la pince de retournement en contournant le bord ( 3 a) et sa trajectoire se poursuit le long de l'élément en formation. Fig 7 B La longueur déterminée de l'élément est atteinte; l'ordre de liage est donné Pendant que l'aiguille commence sa rotation et pénètre dans le canal, la pince de retenue ( 2) tourne sans relâcher le lien ( 1), le galet ( 5) roulant sur la came non figurée Simultanément, la pince de retournement se ferme: la màchoire ( 4) dans sa rotation vient pincer le lien ( 1) con- tre la mâchoire ( 3). Fig 7 C En fin de rotation de la pince de retenue, le galet échappe de la came permettant l'ouverture de la pince et le relâchement de l'extrémité du lien. Fig 7 D Rotation de la pince de retournement (mâchoires 3 et 4) Par cette rotation la pince présente l'extrémité du lien dans une position qui permet une bonne superposition de la 2 ème extré- mité du lien En même temps l'aiguille dépasse le canal et présente le lien (la) dans la pince de retenue ( 2) ouverte. Fig 7 E Fermeture de la pince de retenue ( 2) Cette fermeture se fait en début de rotation de la pince Au contact du galet ( 5) sur la came non figurêe,l'aiguille amorce à ce moment là sonretour. p 8- Fig 7 F Rotation de la pince de retenue avec tension de l'extrémité (la) du lien L'aiguille (non figurée sur le schéma) conti- nue son retour, mais dépasse encore au-dessus du plastron. Fig 7 G La pince de retenue superpose sur le lien ( 1) l'extrémité (la) Le lien est toujours en tension L'aiguille (non repré- sentée) s'escamote dans le canal. Fig 7 H Liage: le dispositif de liage ( 6) est présenté Le liage est effectué selon le procédé adéquat pour le lien utilisé (ex. sertissage pour un feuillard métallique, sertissage ou souda- ge pour un feuillage plastique, etc) Généralement avec coupe du lien dont la nouvelle extrémité reste tenue dans la pince de retenue. Fig 7 I Retrait du dispositif de liage ( 6) non représenté et ouverture de la mâchoire -( 4) de la pince de retournement Le lien ( 1) toujours en tension est libéré et il échappe à la pince de retournement grâce au biseau de la mâchoire ( 3). Fig 7 J Rotation de la pince de retournement et retour de l'aiguille au point mort arrière Les organes sont revenus dans la posi- tion de formation et de compression d'un élément. Le procédé s'appliquera avantageusement au liage de produits ou matières compressibles, plus particulièrement dans tous les cas o l'on fait appel à un lien présentant une dimension importante dans au moins un plan de sa section. Le procédé conviendra bien pour tous les liens présentant une bonne résistance à la rupture,nécessaire pour lier des éléments de grande taille ou sous forte pression. On pourrait citer comme utilisations possibles non limitatives, le liage des pailles de céréales, des produits fibreux (coton, laine, sisal, jute, etc) de l'alfa, des déchets de l'industrie textile, de cartons ou papier, de pailles textiles et notamment du lin. i -9- REVENDICATIONS l Procédé de liage automatique d'éléments sous pression défilant en continu ou discontinu caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser la ligature des extrémités d'un lienaprès superposition en sens opposé par la mise en oeuvre des opérations successives suivantes: maintien de l'extrémité recourbée du lien pendant la compression de l'élément à lier, changement de la position de maintien de l'extrémité du lien dans la zone recourbée et rotation de cette extrémité pour préparer le liage, présentation de l'autre extrémité du lien généralement en provenance d'une réserve et superposition sur l'extrémité retournée, exécution du liage réalisant un maintien des extrémités,appliquées l'une sur l'autre en sens opposé avec coupure du lien pour l'isoler de la réserve, tenue de l'extrémité nouvelle en attente de la formation d'un prochain élément à lier. 2 Procédé selon revendication l caractérisé en ce qu'il utilise des liens présentant au moins une dimension importante dans la section, ces liens pouvant par exemple être de forme plate, ronde ou ovale. 3 Ensemble pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte: 1 moyen pour maintenir l'extrémité recourbée du lien puis saisir la seconde extrémité et la superposer sur la lère. 1 moyen pour saisir l'extrémité recourbée du lien et la retourner. 1 moyen pour approcher de la zone de liage la seconde extrémité du lien à partir de la réserve, à portée du moyen de prise de cette extrémité constitué par un dispositif classique pour terminer la boucle d'un lien autour d'un élément à lier. l dispositif de liage approprié à la nature du lien. 1 moyen pour amener le dispositif de liage dans la zone de superposition des extrémités du lien et effectuer la ligature. 4 ensemble selon revendication 3 caractérisé en ce que le moyen pour maintenir l'extrémité recourbée du lien, puis saisir la seconde extré- mité et la superposer sur la 1 ère, est constitué par un dispositif pouvant effectuer un mouvement de rotation dans un plan parallèle au lien Ce dis- positif comporte,à son extr 6 mitô,un organe formant pince dont une mâchoire est manoeuvrée oar l'intervention d'un moyen de commande auxiliaire per- mettant d'effectuer les mouvements de prise et de tenue du lien Dans le cas de commande mé'canique des illouveîîîerît:s l îîîyenc auxi Li aire de commande. a la foruml d Pliîîn e. Ensemble selon revenîdication i cract-éris C 1 en ce que l El moyen pour saisir l'extrémité recourbée du lieni i et la tourner est constitue par rj îm ortlan,în;;msi' i ti dc 1 'i ciu i ii îv c'i; 'iu* j* u I if-i ci 1 roi t t ion lx t, de(rccît ' l tc'il c''xi -iii i l'il icioi*ac; l c;; - 11 r pice au liaqn, c' est-à' ci re deîc' a hcru; ' i iautre xtri- té du lien en sens opposé-. 6 Ensemble selon revendication 3 caractérisé en ce que le dispo- sitif de liage est amené dans la z oie die;u'rstîcdes; extrémitén du lien par un moyen qui permet de réal i sr Il pnsîc;itlioniement (lu di spos; irti f de Miage, sa mise en oeuvre pour effeotuer la liqature et son retour au point de repos. 7 Biseîtc 1 mâchoire est solidaire du corps de I orqaiie et L 'autre mubile. La machoire solidaire du corps comporte un c:ôt-Cparallèle aur corps 111 b i cii dc qii c't, i t cc' i u'"nrls' i ''s i'ii i e risant l'échappement du lien après ligature. La mâchoire mobile est commandée par une biellette et un poussoir elle pince l'extrémité du lien et après rotation de l'organe, la maintient en attente de la ligature des extrémjiités du I Jien Apri-s Iliqatfre,I uvr ture de cette mâchoire permet l'échappement du lien qui-peut glisser sutr le côté biseauté de l'autre mâchoire. 9 Enise-iilblî selon reediv n;Set R ext rémi té. 10 Ensemble selon revendicatio N 3 caractérisé on ce que tous les mouvements sont effectués par une commande niécanique muettant en oeuvre camég, galets et tringleries pour synchroniser la réalisation ires différentes, onéra- tions. 11 Ensemble selon revendication caracterire oni ce que tous les mou- vements sont effectués par une commande hydrauliq Ue, oneîmmatique, électrique ou combinée, la synchronisation étant réalisee à l'aide de c'atoturs d fin de course qui assurent l'ordre d'exécution des opérations.