Brevet FR2608957A1 — publié le 19880701

Dispositif réglable d'entraînement en rotation d'une pièce à travailler, dans des productions de pièces à la chaîne, notamment pour imprimer des informations sur des récipients ou analogues ". L'invention concerne d'une façon générale un appareil de production à la chaîne et, plus particulièrement, un dispositif réglable d'entraînement en rotation d'une pièce à travailler. Dans les installations de produc- tion, de nombreuses chaînes de production nécessitent d'effectuer des opérations identiques sur un grand nombre d'articles identiques. Dans ces situations, on utilise très souvent des convoyeurs dans lesquels les pièces à travailler individuelles sont entrainées de manière automatique pour passer d'un point d'entrée à un point de travail et atteindre ensuite un point de déchargement, ce qui permet ainsi d'obtenir un système de production à la chaîne. De nombreux postes de tra- vail sont typiquement placés le long du convoyeur. Lorsqu'on doit par exemple impri- mer une information sur un grand nombre de récipients, l'utilisation d'une telle chaine de production est la plus avantageuse. En fournissant à un convoyeur un cer- tain nombre de récipients non marqués, et en amenant ces récipients séquentiellement dans un poste de tra- vail fonctionnant en poste d'impression, on peut impri- mer l'information voulue de manière automatique dans ce poste d'impression sur les différents récipients non marqués. Pendant l'impression, on doit typique- ment faire tourner le récipient de 360 pour pouvoir imprimer la totalité de la surface du récipient. Des postes de travail supplémentaires sont utilisés le long du convoyeur pour traiter l'information imprimée, typiquement en chauffant les récipients. La rotation des récipients est également généralement nécessaire dans les postes de travail supplémentaires. La rota- tion des récipients nécessite de monter ces récipients sur des moyens de montage qu'on puisse faire tourner. Cependant, une chaîne de produc- tion automatisée nécessite des coûts d'investissement importants. Pour justifier les coûts d'investissement d'un tel système, l'utilisation du système ne doit pas être simplement occasionnelle. Par exemple, le coût d'un tel système peut ne pas être justifié pour une chatne de production automatisée si le système n'est utilisé que de manière intermittente, mais si le sys- tème automatisé peut s'adapter à une utilisation pour la production de plus d'un seul produit de manière à permettre ainsi un usage permanent du système, les coûts supplémentaires du système de chaine de produc- tion automatisé peuvent être Justifiés. Si un poste d'impression utilisé pour imprimer une Information sur des récipients peut s'adapter à une utilisation avec des récipients de différentes configurations, le coût d'automatisation d'un tel système qui pourrait par ailleurs ne pas être Justifié, peut alors se Justifier. De plus, un poste de travail existant d'une chaine de production, si on l'adapte pour qu'il puisse être utilisé dans des cy- cles de production de pièces à travailler de différen- tes tailles, pourrait améliorer considérablement le rendement de la chaîne de production. Cependant, pour optimiser le ren- dement, les modifications qui doivent être apportées au poste de travail pour qu'on puisse effectuer le tra- vail sur des pièces à travailler de différentes tailles et de différentes configurations, doivent être réalisées rapidement pour éviter les temps morts du système. Les postes de travail existants, cependant, soit ne peuvent être adaptés à une utilisation avec différentes tailles de pièces à travailler, soit ne permettent d'effectuer des modifications qu'au prix de temps mort très impor- tant. L'invention a donc pour but de remédier aux inconvénients liés à l'art antérieur. L'invention a également pour but de créer un dispositif permettant de faire tourner une pièce à travailler présentant l'un quelconque de plusieurs diamètres possibles, tout en maintenant cet- te pièce à travailler dans l'orientation voulue. L'invention a encore pour but de créer un dispositif d'entraînement en rotation de piè- ces à travailler qui se règle rapidement et de façon simple pour qu'on puisse faire ainsi tourner des pièces à travailler de différentes configurations. Pour atteindre les buts ci-dessus, l'invention concerne un dispositif réglable d'entraine- ment en rotation d'une pièce à travailler, destiné à faire tourner une pièce à travailler comportant au moins deux extrémités opposées, dans un poste de travail placé le long d'un système de convoyeur, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mise en place fixés au système de convoyeur pour amener en pla- ce la pièce à travailler de façon que son axe longitudi- nal soit disposé à une hauteur voulue prédéterminée par rapport au poste de travail; des moyens d'entraînement 26È8957 en rotation venant s'engager sur les extrémités oppo- sées de la pièce à travailler pour faire tourner celle- ci autour de son axe longitudinal; des moyens de sup- pors, verticaux reliés aux moyens d'entraînement en ro- tation et placés au-dessous de ceux-ci: des moyens de crémaillères d'engrenage placés sur les moyens de sup- ports verticaux pour déplacer verticalement les moyens d'entraînement en rotation; et des moyens de roues d'engrenage droites placés de manière à pouvoir venir en prise avec les moyens de crémaillères d'engrenage pour que la rotation des moyens de roues d'engrenage droites donne un mouvement de translation vertical aux moyens de crémaillères d'engrenage, aux moyens de sup- ports verticaux, et aux moyens d'entraînement en rota- tion fixés à ceux-ci, de manière à fixer la position de l'axe longitudinal de rotation à l'endroit voulu par rapport à l'axe longitudinal de la pièce à travail- ler. D'autres améliorations de l'inven- tion sont caractéristiques en ce que les moyens de mise en place sont constitués par des blocs verticaux en forme de V fixés par des moyens de fixation au système de convoyeur pour permettre la mise en place sur ceux- ci de la pièce à travailler; en ce que les moyens d'entraînement en rotation sont constitués par une piè- ce de goulot et une coupelle de fond destinées à venir s'engager sur les extrémités opposées de la pièce à travailler, la coupelle de fond étant reliée en rota- tion à un dispositif d'entraînement de manière à être entraînée en rotation par le mouvement de celui-ci; en ce que la coupelle de fond est reliée en rotation au dispositif d'entraînement par un arbre de rotation partant d'une roue d'engrenage droite, et en ce qu'une crémaillère d'engrenage est placée sur le dispositif d'entraînement de manière à venir en prise avec la roue d'engrenage droite pour produire la rotation de la roue d'engrenage droite en réponse à la translation des moyens d'entraînement; en ce que les moyens de mise en place verticaux sont constitués par des pièces coudées dépassant du poste de travail et se fixant aux moyens d'entraînement en rotation; ces pièces coudées comportant des moyens de translation destinés à per- mettre la translation verticale de celle-ci; en ce que les moyens de supports verticaux comprennent des pièces coudées fixées, Ie long de premières parties de celles- ci, aux moyens d'entraînement en rotation, et en ce que de secondes parties de celles-ci sont disposées vertica- lement au-dessous des moyens d'entraînement en rotation; en ce que les moyens de crémaillères d'engrenage sont placés sur les secondes parties des pièces coudées; en ce que les moyens d'entraînement produisent un mou- vement de va-et-vient des moyens de crémaillères d'en- grenage; en ce que les moyens d'entraînement compren- nent des tiges de guidage le long desquelles la crémail- 1ère d'engrenage pour glisser pour effectuer son mouve- ment de va-et-vient. L'invention sera décrite en détails en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté, en élévation, du dis- positif réglable d'entraînement en rotation d'une pièce à travailler selon l'invention; - la figure 2 est une vue de-dessus du dispositif de la figure 1 placé au-dessus d'un convoyeur sur lequel un certain nombre de bouteilles ont été placées; - la figure 3 est une vue en coupe du dispositif de la figure 1, suivant la ligne A-A de cette figure 1; et - la figure 4 est une vue du dispositif de la figure 1, en coupe suivant la ligne B-B de cette figure 1. En se référant maintenant à la figure 1, celle-ci représente une vue de côté, en élé- vation, du dispositif 10 réglable d'entraînement en ro- tation de pièce à travailler selon l'invention. Le dis- positif 10 est placé au-dessus d'un convoyeur sans fin 12 (sortant des limites de la page de la figure 1), comprenant deux chaines 14 et 16 entraînées en rotation par deux ensembles de roues dentées (non représentés). Sur les chaines 14 et 16 sont placés un certain nombre de dispositifs de porte-pièces 18 destinés à supporter des pièces à travailler 20 telles que des bouteilles ou des récipients cylindriques en matière plastique placés sur ces dispositifs de porte-pièces. La vue de côté de la figure 1 représente une pièce à travailler et un dispositif de porte-pièces 18; tandis que la vue de-dessus de la figure 2 et la vue en coupe de la figure 3 représentent un certain nombre de pièces à travailler 20 et de dispositifs de porte-pièces 18. Le dispositif réglable d'entrai- nement en rotation de pièce à travailler 10 qui cons- titue une partie d'un poste de travail d'un système de chaîne de production, monte la pièce à travailler sur celui-ci et fait tourner cette pièce à travail- ler 20 une fois qu'elle est montée. Les moyens de mon- tage nécessaires au montage de la pièce à travailler comprennent une pièce de goulot en forme de cône 22 et une coupelle de fond 24 destinées à se relier respec- tivement à l'extrémité de goulot et à l'extrémité de fond de la pièce à travailler 20. La pièce de goulot 22 et la coupelle de fond 24 doivent se conformer aux dimensions particulières de la pièce à travailler 20. La pièce de goulot 22 peut donc se démonter du mandrin 26 et la coupelle de fond 24 peut se démonter de l'ar- bre d'entraînement en rotation 28. Le support de man- drin 26 est en outre fixé à un arbre translatable 30 qui pénètre à son tour dans le cylindre pneumatique 32. Le cylindre 32 est manoeuvré de l'extérieur et sa manoeuvre provoque la translation de l'arbre 30. La plaque 34 fixée au-dessous du cylindre pneumatique 32 et dépassant à l'extérieur de celui-ci, est montée de façon fixée sur une pièce coudée 36 par des éléments de boulons filetés 38. Dans l'art antérieur, la pièce coudée 36 étant fixée à une poutre de support 40 ou à toute autre structure de support par des éléments de boulons. A chaque fois que les dimensions de la pièce à travailler 20 changeaient, il fallait démonter les éléments de boulons de la poutre de support 40 et les refixer en d'autres points, lorsque la pièce de goulot 22 était placée à une hauteur différente correspondant à la hauteur du goulot de la pièce à travailler 20. De la même façon, dans l'art antérieur, une pièce coudée 42 étant également fixée à une poutre de support 44 ou à toute autre structure de support par des éléments de boulons. A chaque fois que les dimensions de la pièce à travailler 20 changeaient, il fallait démonter les éléments de boulons de la poutre de support 44 et les refixer en un autre point lorsqu'une nouvelle cou- pelle de fond 24 avait été placée à une hauteur diffé- rente correspondant à la hauteur et aux dimensions du fond de la pièce à travailler 20. Un tel impératif con- duisait à un travail fastidieux. Au contraire, le dispositif selon l'invention comporte des pièces coudées 36 et 42 munies respectivement de crémaillères d'engrenage dirigées vers le bas 46 et 48, sur leurs parties verticales. La pièce coudée 36 et la crémaillère d'engrenage 46 pénè- trent dans un carter en forme de C 50. De la même fa- çon, la pièce coudée 42 et la crémaillère d'engrenage 48 pénètrent dans un carter en forme de C 52. Les cré- maillères d'engrenage 46 et 48 viennent respectivement en prise avec des roues d'engrenage droites 54 et 56. l'engrènement des engrenages 46 et 48 se voit plus clai- rement sur la vue en coupe de la figure 3. De la même façon, l'engrènement des engrenages 48 et 56 se voit plus clairement sur la vue en coupe de la figure 4. Les roues d'engrenage droites 54 et 56 sont reliées par des arbres 58 et 60 se montant par l'intermédiaire d'un accouplement 62. Les arbres 58 et 60 sont maintenus en place par des paliers de roulement radiaux 66 et 68. Une poignée rotative 64 est montée en ligne avec les roues d'engrenage droites 54, 56 et les arbres 58, 60. La rotation de la poignée 64 fait tourner les roues d'engrenage droites 54 et 56 qui provoquent à leur tour la translation des pièces cou- dées 36 et 42. En faisant simplement tourner la poignée 64, on peut régler le dispositif 10 pour l'adapter à une utilisation avec des pièces à travailler 20 de dif- férentes dimensions. La position verticale des pièces coudées 36 et 42 détermine la position verticale de la pièce de goulot 22 et de la coupelle de fond 24. Lorsque les pièces coudées 36 et 42 ont été translatées jusqu'à la position voulue, on bloque la poignée 64 en place pour empêcher toute rotation ultérieure des ar- bres 58 ou 60. Au-dessus de la pièce coudée 42 est fixé un carter 70 permettant à l'arbre 28 de le traverser. Sur le carter 70 est montée une pièce 72 munie de trous de perçage permettant de monter dans ceux-ci des roulements à aiguilles 74, 76 et 78. Une barre de guidage 80 sort à l'extérieur de la pièce 72. Au-dessous de la barre de guidage 80 est fixée une crémaillère d'engrenage 82 s'étendant perpendiculaire- ment au plan de la feuille de la figure 1. Un arbre dirigé vers le bas 84 est en outre fixé à la barre de guidage 80. La translation de la pièce coudée 42 pro- voque également ainsi la translation du carter 70, de la barre de guidage 80, de la crémaillère d'engrenage 82, et de l'arbre 84. La crémaillère d'engrenage 82 fournit les moyens permettant de faire tourner la pièce à travailler 20. Du fait de la position de la barre de guidage 80 entre les roulements à aiguilles 74, 76 et 78, la barre de guidage 80 peut effectuer un mouvement de translation perpendiculairement au plan de la feuil- le de la figure 1, ainsi que vers la droite et vers la gauche de la représentation de la figure 4. Comme la crémaillère d'engrenage 82 est reliée de façon fixe à la barre de guidage 80, cette crémaillère d'engrenage 82 est également capable d'effectuer ce mouvement de translation. La roue d'engrenage droite 86 montée en ligne acec l'arbre rotatif 28 est entraînée en rotation par la translation de la crémaillère d'engrenage 82, ce qui provoque à son tour la rotation de la coupelle de fond 24. La translation de la barre de gui- dage 80 est produite par un dispositif d'entraînement extérieur provoquant la translation de la plaque d'en- tra;nement 88 d'arrière en avant le long des arbres linéaires 90 et 92. L'élément 94 est monté de façon fixe sur la plaque d'entraînement 88 et, lorsqu'il se trouve entratné en translation, vient en contact avec l'arbre 84 en provoquant la translation horizontale de cet arbre 84 de la barre de guidage 80 fixée à celui-ci. En cours de fonctionnement, le dispositif réglable d'entraînement en rotation de pièce à travailler 10 selon l'invention permet de fai- re tourner des pièces à travailler 20 présentant une grande plage de diamètres. En faisant simplement tour- ner la poignée 64 qui provoque la translation des pièces coudées 36 et 42 vers le haut ou vers le bas, on peut amener en place la pièce de goulot 22 et la coupelle de fond 24 pour monter une pièce à travailler sur celles-cl. Comme l'arbre 84 est également en- tramné en translation par la translation de la pièce 42, la barre de guidage 80 et la roue d'engrenage droi- te 86 utilisées pour faire tourner la pièce à travail- ler 20, n'ont pas besoin d'être démontées du disposi- tif 10, lorsque la translation de ce dispositif 10 est nécessaire. Une séquence typique de fonction- nement du dispositif 10 réglable d'entraînement en ro- tation de pièce à travailler, dans une opération de production, commence lorsque le convoyeur 12 amène une pièce à travailler 20 en ligne avec la pièce de goulot 22 et la coupelle de fond 24. Le cylindre pneumatique 32 n'est pas actionné initialement, mais dès que la pièce à travailler 20 est en place, ce cylindre 32 est actionné pour provoquer la translation de l'arbre et à son tour la translation de la pièce de goulot 22. La translation de la pièce de goulot 22 provoque l'introduction de cette pièce de goulot dans le goulot de la pièce à travailler 20. La poursuite de la trans- lation de l'arbre 30 provoque la translation de la pièce à travailler 20 Jusqu'à ce que le fond de cette pièce à travailler vienne s'appuyer sur la coupelle de fond 24. Une étape optionnelle consiste en outre à pressuriser l'intérieur du récipient ou pièce à tra- vailler par une conduite d'alimentation d'air traver- sant la pièce de goulot 22. A ce stade, la plaque d'entraine- ment 88 effectue un mouvement de translation produisant la translation de la crémaillère d'engrenage 82, ce qui provoque à son tour la rotation de la roue d'engrenage droite 86 et par conséquent la rotation de la pièce à travailler 20. Dans la forme préférée de réalisation, il la plaque d'entraînement 88 est reliée à un levier oscillant 96 et effectue un mouvement de translation en réponse à l'oscillation de ce levier 96. En varian- te, la translation de la plaque d'entraînement 88 peut être produite par n'importe quel dispositif classique. Dans le cas o le dispositif réglable d'entraînement en rotation d'une pièce à travailler fait partie d'un poste d'impression, l'impression de la pièce à travail- ler 20 se produit pendant la rotation de celle-ci. On inverse ensuite le débit d'air alimentant le cylindre pneumatique 32, ce qui permet le retrait de l'arbre et de la pièce de goulot 22, puis ensuite le déga- gement de la pièce à travailler 20 de la coupelle de fond 24. Le convoyeur 12 amène ensuite en place la pièce à travailler suivante 20 pour que le processus puisse se répéter. Bien que l'invention ait été dé- crite sur les formes préférées de réalisation des figures 1 à 4, il apparaitra à l'évidence aux spécia- listes de la question que de nombreuses variantes de réalisation sont possibles tout en restant dans le cadre des revendications ci-après. 12. RE V E N D I C A T I 0 N S ) Dispositif réglable d'entrai- nement en rotation d'une pièce à travailler, destiné à faire tourner une pièce à travailler comportant au moins deux extrémités opposées, dans un poste de tra- vail placé le long d'un système de convoyeur, disposi- tif caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mise en place fixés au système de convoyeur (12) pour amener en place la pièce à travailler (20) de façon que son axe longitudinal soit disposé à une hauteur voulue prédéterminée par rapport au poste de travail; des moyens d'entraînement en rotation venant s'engager sur les extrémités opposées de la pièce à travailler pour faire tourner celle-ci autour de son axe longitu- dinal; des moyens de support verticaux reliés aux moyens d'entraînement en rotation et placés au-dessous de ceux-ci; des moyens de crémaillères d'engrenage (46, 48) placés sur les moyens de supports verticaux pour déplacer verticalement les moyens d'entraînement en rotation, et des moyens de roues d'engrenage (54, 56) droites placés de manière à pouvoir venir en prise avec les moyens de crémaillères d'engrenages pour que la rotation des moyens de roues d'engrenage droites donne un mouvement de translation vertical aux moyens de crémaillères d'engrenage, aux moyens de supports verticaux, et aux moyens d'entraînement en rotation fixés à ceux-ci, de manière à fixer la position de l'axe longitudinal de rotation à l'endroit voulu par rapport à l'axe longitudinal de la pièce à travailler. 2 ) Dispositif réglable d'en- trainement en rotation d'une pièce à travailler selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mise en place sont constitués par des blocs verti- caux en forme de V fixés par des moyens de fixation au système de convoyeur (12) pour permettre la mise en a3 place sur ceux-ci de la pièce à travailler (20). 3 ) Dispositif réglable d'entrai- nement en rotation d'une pièce à travailler selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation sont cons- titués par une pièce de goulot (22) et une coupelle de fond (24) destinées à venir s'engager sur les extré- mités opposées de la pièce à travailler, la coupelle de fond étant reliée en rotation à un dispositif d'en- traînement de manière à être entraînée en rotation par le mouvement de celui-ci. 4 ) Dispositif réglable d'entrai- nement en rotation d'une pièce à travailler selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la coupelle de fond (24) est reliée en rotation au dispositif d'entraînement par un arbre de rotation par- tant d'une roue d'engrenage droite, et en ce qu'une crémaillère d'engrenage est placée sur le dispositif d'entraînement (10) de manière à venir en prise avec la roue d'engrenage droite pour produire la rotation de la roue d'engrenage droite en réponse à la transla- tion des moyens d'entraînement. ) Dispositif réglable d'entrai- nement en rotation d'une pièce à travailler selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mise en place verticaux sont constitués par des pièces coudées (36, 42) dépassant du poste de travail et se fixant aux moyens d'entraînement en rotation; ces pièces coudées comportant des moyens de translation destinés à permettre la translation verticale de celle- ci. 6 ) Dispositif réglable d'entrai- nement en rotation d'une pièce à travailler selon la revendication 1, caractérisé -en ce que les moyens de supports verticaux comprennent des pièces coudées fixées, le long de premières parties de celles-ci, aux moyens d'entraînement en rotation, et en ce que de secondes parties de celles-ci sont disposées verti- calement au-dessous des moyens d'entraînement en rota- tion. 7 ) Dispositif réglable d'entrai- nement en rotation d'une pièce à travailler selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de crémaillères d'engrenage sont placés sur les secondes parties des pièces coudées. 8 ) Dispositif réglable d'entrai- nement en rotation d'une pièce à travailler selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'en- trainement produisent un mouvement de va-et-vient des moyens de crémaillères d'engrenage. 9 ) Dispositif réglable d'entral- nement en rotation d'une pièce à travailler selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'en- trainement comprennent des tiges de guidage le long desquelles la crémaillère d'engrenage peut glisser pour effectuer son mouvement de va-et-vient.