Brevet FR2687651A1 — publié le 19930827

VENTOUSE POUR SAISIR ET DEPLACER DES PIECES CHAUDES L'invention concerne une ventouse de levage pour saisir et déplacer des pièces chaudes à des températures > 400 'C, une telle pièce pouvant être notamment une pièce en verre dotée d'une surface courbe, cette ventouse comportant; un corps de base présentant un côté travail tourné vers la pièce et, se raccordant à celui-ci, une partie arrière qui est munie de moyens de fixation à un dispositif et d'un raccord de vide ou dépression; et, disposé sur le 1 i O côté travail du corps de base, un élément d'étanchéité en un matériau réfractaire, mauvais conducteur de la chaleur. Les pièces chaudes, par exemple en verre, ayant une température de 400 à 450 C et plus, doivent être amenées, au cours de leur production, à différents dispositifs de travail sur lesquels elles doivent être positionnées Un constituant essentiel de la chaîne de transport est constitué, en plus des bandes transporteuses, par les ventouses de saisie et levage Ces ventouses opèrent avec une dépression de 0,3 à 0,5 bar et sont disposées sur des dispositifs de manipulation et de transfert, par exemple sur des robots industriels, susceptibles d'exécuter des mouvements dans l'espace tridimensionnel On connaît des ventouses avec un élément d'étanchéité en amiante, comportant une bande d'amiante enroulée, en plusieurs couches, sur une partie cylindrique d'un corps de base métallique, d'une manière telle que cette bande d'amiante déborde sensiblement par-dessus le côté frontal du corps de base cylindrique, de sorte que l'enroulement d'amiante forme, dans sa région débordant au-delà de l'extrémité du corps de base, un corps cylindrique creux dont le volume intérieur constitue la chambre à dépression de la ventouse La surface d'étanchéité par rapport à la pièce à manipuler est le côté frontal de l'enroulement d'amiante Du fait de son dépassement relativement important au-delà du corps de base et de son comportement de déformabilité dans certaines limites, l'enroulement d'amiante est en mesure de s'adapter avec étanchéité au contour extérieur de la pièce à manipuler, notamment lorsque la ventouse manipule constamment des pièces du même type Le cas échéant, le côté frontal de l'enroulement d'amiante peut aussi être préalablement adapté au contour des outils à manipuler. Des ventouses de levage ayant la structure décrite ci-avant sont relativement petites du point de vue diamétral et peuvent donc avantageusement être également utilisées dans le cas o l'espace disponible pour les mouvements est limité. On connaît aussi des ventouses de levage pour températures accrues, dans lesquelles un corps de base métallique est entouré par une tôle du genre godet ou assiette, qui s'étend dans un anneau double (en deux couches), ayant sa périphérie fermée, constitué par un tissu réfractaire, par exemple un tissu en fibres de verre Il en résulte une lèvre d'étanchéité flexible, du genre godet, comme connu par exemple pour des ventouses en caoutchouc Afin d'obtenir une étanchéité suffisante lors de l'utilisation d'un tel matériau textile réfractaire, avec des forces de maintien nécessaires relativement élevées, il faut que les lèvres d'étanchéité flexibles présentent une largeur relativement grande d'o il résulte un diamètre relativement important pour la tête d'aspiration, de sorte que son utilisation n'est souvent plus possible dans un espace limité pour les mouvements. Les ventouses à lèvre d'étanchéité ont en outre cet inconvénient que, lors de l'application flexible des lèvres d'étanchéité, il se produit des mouvements relatifs sur la surface de la pièce, mouvements qui conduisent à des forces de cisaillement dans la garniture-lèvre d'étanchéité, et à son usure prématurée. L'invention a donc pour but de réaliser une ventouse de levage dont le diamètre pourra être relativement petit et avec laquelle l'utilisation d'amiante ne sera en outre pas nécessaire. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le corps de base présente, du côté travail, un collet rigide en forme de tube cylindrique, dont la surface intérieure borde une chambre à dépression qui communique avec un raccord de vide ou dépression; le côté frontal du collet tourné vers la pièce est réalisé en tant que surface d'appui annulaire d'un seul tenant, dont la pente et la courbure sont adaptées au contour extérieur de la pièce à tenir; et l'élément d'étanchéité est constitué par au moins une couche d'un produit textile à base de fibres inorganiques, produit avec lequel la surface d'appui du corps de base est garnie. Comme produit textile, on utilisera de préférence un tissu à base de fibres de verre Il convient d'indiquer qu'au moins les tissus en fibres de verre présentant un degré de finesse satisfaisant pour une étanchéité suffisante sont flexibles ou flasques d'une manière telle qu'ils ne peuvent pas être façonnés pour des ventouses selon un mode tel que décrit plus haut pour la ventouse avec amiante En effet, les tissus seraient déjà cassants après une brève utilisation. Par ailleurs, on a constaté de manière surprenante qu'une couche, par exemple d'un tissu de fibres de verre approprié, donnait déjà une étanchéité au vide suffisante sur un substrat métallique, si ce dernier est adapté, en cas de nécessité, dans une certaine mesure, au contour de la pièce à manipuler Dans le cadre de dimensions de construction appropriées pour la surface d'appui annulaire, on obtient une étanchéité transversale suffisante parallèlement à la surface d'appui Le recouvrement multiple de la surface d'appui offre une isolation thermique améliorée par rapport au corps de base métallique de la ventouse, et la suite du fonctionnement est encore assurée dans le cas o la couche extérieure du produit textile se trouverait endommagée. Dans le présent contexte, on appelle "côté travail" celui des côtés du corps de base qui, pendant le maintien et le déplacement, est tourné vers la pièce Le côté travail présente une surface d'appui, dans la plupart des cas circulaire, pour l'élément d'étanchéité La surface d'appui forme sur le côté travail de la ventouse de levage la fermeture extérieure de la chambre à dépression et entoure ainsi une surface centrale qui est en retrait. Entre le côté travail et la partie arrière du corps de base qui présente des éléments de fixation et une amenée de vide ou dépression, une surface périphérique annulaire peut s'étendre en direction axiale du corps de base et servir essentiellement à la fixation de l'élément d'étanchéité L'élément d'étanchéité est constitué par un matériau mauvais conducteur de la chaleur, résistant aux températures élevées, qui s'adapte à la surface de la pièce de manière à ne pas endommager celle-ci. Les matériaux suffisamment étanches à une dépression ("vide") et présentant une faible conductibilité thermique sont nombreux Toutefois, seules quelques matières satisfont aux impératifs extrêmement sévères concernant la stabilité à la chaleur (température de travail d'au moins 4000 C). Comme notamment les fibres de verre, ainsi que des fibres céramiques telles que fibres en silicate, ne présentent pas de résistance élevée au refoulement et au cisaillement, une telle résistance étant toutefois un préalable essentiel pour constituer un élément d'étanchéité des ventouses de levage connues, on a développé une ventouse de levage dont le côté travail est construit d'une manière telle que la surface d'appui soit en surélévation par rapport à la surface centrale La garniture d'appui en matériau réfractaire, mauvais conducteur de la chaleur, est alors "tirée" sur la surface d'appui de façon telle que la surface du produit textile repose sur la surface d'appui Cet agencement de la garniture d'appui a pour effet qu'il n'y a aucun effort de refoulement ou de cisaillement qui, avec la très faible résistance propre du produit textile, conduirait à une usure extrêmement élevée Les forces de pression résultant de l'appui de la ventouse contre la pièce sont reçues sans problème par un matériau même cassant Comme produit textile, on envisage ici tous les produits surfaciques ou nappés, indépendamment de leur mode de fabrication, tissage, tricotage, etc c'est-à-dire qu'il est sans importance qu'il s'agisse d'un produit tissé, d'un mat ou, par exemple, d'un feutre. Une condition à satisfaire pour la fiabilité du transport de la pièce est que le produit textile recouvre au moins la totalité de la surface d'appui du côté travail. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la couche ou garniture d'appui recouvre la totalité du côté travail de la ventouse Dans cette forme de réalisation, cette garniture d'appui est fixée par le fait qu'elle est d'une part immobilisée sur la surface centrale du côté travail, par exemple au moyen d'une plaque d'appui qui est arrêtée au moyen d'une vis, la garniture d'appui se trouvant ainsi rentrée dans la chambre à dépression, et par le fait qu'elle est d'autre part tendue et fixée sur la surface périphérique annulaire de la ventouse de levage, par exemple au moyen d'un collier pour tuyau souple, ou de tout autre dispositif ou moyen de serrage et fixation approprié On peut toutefois envisager aussi une garniture de contact qui recouvre exclusivement la surface de contact de la ventouse de levage Une garniture d'appui en une seule couche de produit textile est en général suffisante pour assurer un levage fiable de la pièce. Il est toutefois avantageux qu'au moins la surface d'appui du côté travail soit munie de plusieurs couches d'un matériau réfractaire mauvais conducteur de la chaleur, afin que, notamment vers la fin de la période d'utilisabilité de la garniture d'appui, lorsque la couche extérieure de l'élément d'étanchéité ne présente plus une cohésion complète, tout contact soit évité entre la pièce et la surface d'appui métallique de la ventouse La possibilité d'un contact entre pièce et surface centrale, cette possibilité existant dans le cas de la ventouse de levage connue avec enroulement d'amiante, est ici de toute manière réduite du fait de la dépression géométrique de la surface centrale par rapport à la surface réceptrice qui est alors elle- même en retrait derrière la surface d'appui si elle reçoit un dispositif de fixation pour la garniture d'appui, afin d'assurer l'espace intérieur nécessaire pour l'établissement du vide ou dépression. Si plusieurs couches de tissu sont prévues sur la surface de contact, et si l'on a la possibilité de choisir entre des matériaux de garniture de qualité élevée et de moindre qualité, les couches inférieures peuvent alors être réalisées à partir de matériaux de moindre qualité, donc également moins onéreux, et seule la couche de recouvrement consiste alors en un matériau de haute qualité Des revêtements du matériau constituant la garniture, par exemple des revêtements à base de silicone, venus de production, ou une face arrière siliconée, conférant au produit textile une certaine rigidité, ne diminuent pas les caractéristiques d'utilisation du produit textile, cela à condition qu'il n'y ait pas de production de réactions secondaires indésirables (dégagements de gaz, incrustations). Une ventouse de levage avec une garniture d'appui appliquée en surface, selon l'invention, présente une longévité d'environ 20 jours, à comparer à une longévité d'environ 6 jours pour une ventouse de levage avec enroulement d'amiante. En outre, à la différence d'une ventouse avec enroulement d'amiante, la ventouse avec la garniture d'appui appliquée selon l'invention, convient également très bien pour la manipulation de pièces froides. La surface d'appui du corps de base est, si nécessaire, adaptée aux contours de la pièce à transporter, afin d'assurer, dès la première pièce, un levage, un transport et éventuellement un positionnement fiables. Si, par exemple, la pièce à transporter est un objet à surface sphérique, la surface d'appui est alors en pente, autrement dit inclinée, du côté extérieur vers la surface centrale, afin de correspondre à la surface de la pièce Si l'objet à transporter présente une surface cylindrique, la surface de contact de la ventouse peut être courbée, en partant du côté travail réalisé plan, de manière qu'elle s'adapte au contour cylindrique de la pièce à transporter Il est également envisageable sans problème de superposer deux telles adaptations Dans le cas d'une adaptation de contour sans symétrie centrale, la ventouse de levage devra toutefois être présentée à chaque fois à la pièce en étant orientée dans une certaine direction. La disposition de plusieurs couches sous-jacentes d'un matériau d'appui offre l'avantage qu'après l'usure de la couche de recouvrement il n'y a pas de passage subit à un matériau dur laissant des marques indésirables sur la surface des pièces, ou conduisant même dans certains cas à un refroidissement exagéré des pièces. Dans ce qui suit, la présente invention est décrite de manière plus détaillée en considérant l'exemple d'une ventouse de levage avec côté travail à surface entièrement recouverte. La figure unique du dessin annnexé montre une demi-coupe d'une ventouse de levage pour saisir et déplacer un écran de télévision ayant une surface sensiblement sphérique. La ventouse de manipulation et/ou manutention présente en premier un corps de base 2, habituellement en métal, principalement en acier Ce corps de base possède un côté frontal ou côté travail avec une surface d'appui annulaire 4 et une surface centrale 6 située en retrait par rapport à cette surface d'appui 4 qui l'entoure La surface centrale 6 est plane, tandis que la surface d'appui 4 est en pente de 3 depuis le bord extérieur vers la surface centrale, afin de pouvoir ainsi mieux s'appliquer contre un écran de télévision à surface sphérique qu'il s'agit de maintenir et de changer de place ou de position La surface d'appui 4 présente un diamètre agrandi par rapport à la partie arrière du corps de base. La cavité cylindrique 8 résultant de la position en retrait de la surface centrale 6 par rapport à la surface d'appui 4 sert à l'établissement du vide ou dépression de saisie et maintien. La partie arrière ou postérieure, située à l'opposé du côté travail du corps de base 2, présente un organe de rattachement 10 pour un dispositif de levage et présente un raccord 12 pour l'application d'une dépression. Entre le côté travail et la partie ou région arrière du corps de base s'étend, en direction axiale, une surface périphérique annulaire 14. La ventouse de levage présente en outre un élément d'étanchéité 16 sous la forme d'un tissu de fibres de verre, par exemple une étoffe isotherme "Isothermtuch-D" de Frenzelit. L'élément d'étanchéité 16 présente un contour circulaire et est disposé centralement sur le côté travail du corps de base Il est fixé par une vis de serrage 18 et par une plaque d'appui 20 qui assure une application de l'élément d'étanchéité 16 contre la surface centrale 6, de sorte qu'il subsiste une cavité 8 de volume suffisant. L'élément d'étanchéité 16 présente, dans la région du raccord de "vide", une ouverture afin de permettre une mise sous dépression de la cavité 8. Le serrage, avec raidissement, de l'élément d'étanchéité 16 par-dessus la surface d'appui 4 s'effectue par fixation au moyen d'un anneau de serrage 22 sur la surface périphérique 14 Après le serrage, le tissu en fibres de verre s'applique sans fronces ("lissé") sur la surface d'appui 4, de sorte qu'après l'application de la ventouse de levage sur la pièce et l'application de la dépression, on est assuré d'un contact très sensiblement étanche du tissu 16 aussi bien contre la surface de l'écran de télévision que contre la surface d'appui 4 On peut ainsi maintenir une dépression suffisante pendant le levage et le déplacement. Avec cette exécution d'une ventouse de levage, on évite toute sollicitation de refoulement et/ou de cisaillement de l'élément d'étanchéité 16, et la longévité de la ventouse de levage se trouve ainsi notablement accrue. Pour accroître encore la longévité, des pièces découpées 26 en forme d'anneau circulaire, faites d'une matière comme celle utilisée pour les éléments d'étanchéité 16, sont disposées sur la surface d'appui 4, entre cette dernière et l'élément d'étanchéité 16. Lorsque l'élément d'étanchéité 16 est déjà usé par endroits, vers la fin du temps d'utilisabilité, ces couches intermédiaires 26 en matériau mauvais conducteur de la chaleur empêchent tout contact de l'écran de télévision chaud avec la surface d'appui 4 bonne conductrice de la chaleur Un tel contact est susceptible de conduire à des empreintes et marques sur la surface du verre et/ou à un éclatement de l'écran de télévision sous l'effet d'un refroidissement local trop intense Les pièces 26 découpées en forme d'anneau circulaire peuvent être soit en un matériau identique à celui de l'élément d'étanchéité 16, soit en un autre tissu, par exemple plus mince ou plus économique. REVENDICATIONS 1 Ventouse de levage pour saisir et déplacer une pièce chaude, notamment une pièce en verre dotée d'une surface courbe, comportant un corps de base ( 2), lequel présente un côté travail tourné vers la pièce et, se raccordant à celui-ci, une partie arrière qui est munie de moyens ( 10) de fixation à un dispositif et d'un raccord de vide ou dépression ( 12); et, disposé sur le côté travail du corps de base, un élément d'étanchéité ( 16) en un matériau réfractaire, mauvais conducteur de la chaleur, caractérisée par le fait que le corps de base ( 2) présente, du côté travail, un collet rigide en forme de tube cylindrique, dont la surface intérieure borde une chambre à dépression ( 8) qui communique avec un raccord de vide ou dépression; le côté frontal du collet tourné vers la pièce est réalisé en tant que surface d'appui ( 4) annulaire d'un seul tenant, dont la pente et la courbure sont adaptées au contour extérieur de la pièce à tenir; et l'élément d'étanchéité ( 16) est constitué par au moins une couche d'un produit textile à base de fibres inorganiques, produit avec lequel la surface d'appui ( 4) du corps de base ( 2) est garnie. 2 Ventouse de levage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le produit textile comporte, comme base, un tissu en fibres de verre. 3 Ventouse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le tissu de fibres de verre est préparé avec de la silicone et/ou est muni d'un revêtement dorsal contenant de la silicone. 4 Ventouse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la couche, au nombre d'au moins une, du produit textile est tendue sur la totalité du côté travail du corps de base ( 2) et en dehors de la surface d'appui, jusqu'à la partie arrière du corps de base ( 2) et est fixée sur celle-ci. Ventouse selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la partie arrière du corps de base ( 2) présente une surface annulaire périphérique ( 14) s'étendant sensiblement dans la direction axiale du corps de base, au moins une couche du produit textile étant fixée à cette surface périphérique annulaire au moyen d'un élément de serrage ( 22) annulaire, par exemple sous la forme d'un dispositif à collier de serrage pour tuyau souple. 6 Ventouse selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la partie présentant le côté travail du corps de base ( 2) forme une saillie du genre collet vers l'extérieur, et ladite surface périphérique annulaire ( 14) qui s'étend sensiblement dans la direction axiale se trouve en retrait par rapport à la périphérie extérieure de la surface d'appui ( 4). 7 Ventouse selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que la couche ( 16), au nombre d'au moins une, du produit textile est tirée dans la chambre à vide à l'intérieur de la surface d'appui ( 4) et est fixée au fond de cette chambre au moyen d'un élément de serrage ( 18, 20), notamment sous la forme d'une plaque d'appui. 8 Ventouse selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée par le fait que la couche ( 16) au nombre d'au moins une, du produit textile comporte, dans sa partie située à l'intérieur de la surface d'appui ( 4), au moins une ouverture pour le raccordement au vide ou à la dépression. 9 Ventouse selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée par le fait que, dans la région de la surface d'appui ( 4), la couche ( 16), au nombre d'au moins une, du produit textile est appliquée sur une ou plusieurs autres couches ( 26) d'un matériau réfractaire mauvais conducteur de la chaleur. Ventouse selon la revendication 9, caractérisée par le fait que lesdites autres couches ( 26) d'un matériau réfractaire mauvais conducteur de la chaleur sont constituées du même produit textile que la couche ( 16) au nombre d'au moins une.