Brevet FR2700321A1 — publié le 19940713

i DISPOSITIF DE PREHENSION ET DE TRANSPORT D'UN CYLINDRE DE REVOLUTION POSE HORIZONTALEMENT SUR UN SUPPORT La présente invention concerne un dispositif de préhension et de transport d'un cylindre de révolution posé horizontalement sur un support Un tel dispositif est, notamment, particulièrement adapté pour la préhension et le transport de bobines de produits en bandes, tels que, par exemple, du film photographique, du papier ou du tissu. Dans l'industrie de la photographie, le film photographique, après avoir été découpé au format souhaité, est enroulé sur un noyau évidé en son centre dont la largeur est supérieure à la largeur du film, de sorte que ledit noyau déborde de part et d'autre de la bobine, de manière à former deux épaulements Dans l'industrie du film15 35 mm, les bobines ainsi formées peuvent avoir un diamètre d'environ 900 mm, la largeur des épaulements de part et d'autre de la bobine étant de l'ordre de 18 mm, pour un noyau dont le diamètre est de l'ordre de 160 mm Ces bobines avant d'être évacuées vers d'autres postes de20 transformation, sont stockées sur des racks du type de celui représenté à la Fig 1 De tels racks sont constitués d'un alignement de berceaux 1 espacés d'une distance sensiblement égale à la largeur du film et définissant chacun une surface en arc de cercle destinée à recevoir le25 premier épaulement 3 d'une première bobine 5 ainsi que le second épaulement 4 d'une bobine 6, adjacente à la première Le problème d'une telle disposition réside dans la préhension des bobines ainsi stockées en vue de leur acheminement vers lesdits postes de transformation30 ultérieurs La complexité d'une telle opération étant liée au fait que: 1) ces bobines ne sont pas accessibles par leur partie inférieure en raison de leur support sur lesdits berceaux, et 2) ces bobines présentent un diamètre important, comparé à l'espace existant entre deux bobines35 adjacentes et au diamètre des épaulements, ce qui rend difficile l'accès auxdits épaulements par un outil, en vue 2 du transport desdites bobines, ledit outil ne devant en aucun cas, en raison de la fragilité de certains produits tels que les films photographiques, venir au contact du produit en bande.5 Traditionnellement, de telles bobines sont extraites de leur support au moyen d'un dispositif comprenant un doigt, à l'extrémité d'un bras mobile et qui est introduit dans l'évidement central prévu dans le noyau de la bobine, le mouvement de bras permettant alors d'extraire la bobine10 de son support Une telle technique présente deux inconvénients principaux Le premier est lié au fait que, dans les postes de transformation ultérieurs, la bobine doit être, en vue de son déroulement, amenée sur une broche destinée à recevoir l'évidement ménagé dans son noyau Avec15 une telle technique, cette opération ne peut être réalisée directement en raison du doigt qui obture partiellement ledit évidement La bobine doit alors être posée à proximité de la broche, puis reprise manuellement par un opérateur pour être amenée sur ladite broche Ceci est bien20 évidemment très pénalisant du point de vue de l'efficacité. Le second inconvénient est lié au fait qu'il est parfois souhaitable de prendre les bobines sur le rack de façon aléatoire Ceci est le cas, notamment, lorsqu'il est souhaitable de trier lesdites bobines, en fonction de leur25 diamètre par exemple Or, une telle technique empêche la préhension de toute bobine autre que celles se situant aux deux extrémités du rack. Selon une autre technique, les bobines sont extraites du rack au moyen d'un dispositif comprenant deux mâchoires articulées sur un point qui est amené sensiblement au dessus de l'axe de la bobine à prendre Les mâchoires sont, au moyen d'un dispositif du type vérin à double effet, ouvertes de manière à ce que leurs extrémités passent au dessous du plan horizontal passant par l'axe de la bobine,35 puis refermées de manière à enserrer ladite bobine afin de pouvoir la soulever Le problème posé par un tel dispositif 3 tient au fait que l'axe d'articulation desdites mâchoires, placé au dessus de l'axe de la bobine, est disposé de telle sorte que les composantes du poids de la bobine ainsi que de la force de frottement, exercent sur les mâchoires un5 couple tendant à écarter entre elles lesdites mâchoires, ce qui, si la force de serrage exercée par lesdites mâchoires n'est pas suffisante, provoque la chute de la bobine, avec toutes les conséquences désastreuses pour le produit qui peuvent en résulter Ceci est le cas, par exemple, en cas10 de coupure du circuit hydraulique ou pneumatique alimentant lesdits vérins Par ailleurs, la force de serrage qui doit être exercée par les mâchoires pour soulever la bobine risque d'endommager de manière irréversible le noyau de ladite bobine.15 Aussi, est-ce un des objets de la présente invention que de réaliser un dispositif de préhension et de transport d'un cylindre de révolution posé horizontalement sur un support, ne présentant pas les inconvénients des dispositifs conventionnels évoqués précédemment.20 D'autres objets apparaîtront dans la description détaillée des modes de réalisation préférentiels du dispositif selon la présente invention. Ces objets sont atteints au moyen d'un dispositif comprenant: a) une mâchoire; b) une contre-mâchoire sur laquelle est montée ladite mâchoire au niveau d'un axe de pivot P parallèle à l'axe du cylindre, et destinée à coopérer avec ladite mâchoire pour enserrer ledit cylindre et l'extraire dudit support en vue30 de son transport; c) des moyens pour animer la contre- mâchoire d'un mouvement d'approche permettant d'amener une partie de ladite contre-mâchoire en contact, aux tolérances de fabrication près, avec le cylindre au niveau d'au moins une35 droite A, parallèle à l'axe du cylindre, la position de ladite droite A étant telle que, lors du mouvement 4 d'approche de la contre-mâchoire vers le cylindre, il n'y ait aucune interférence entre ladite droite A et ledit cylindre, lesdits moyens permettant également d'animer la contre-mâchoire d'un mouvement permettant l'extraction du5 cylindre dudit support ainsi que son transport; d) des moyens pour animer la mâchoire d'un mouvement de pivot autour dudit axe P afin d'amener une partie de ladite mâchoire en contact, aux tolérances de fabrication près, avec ledit cylindre au niveau d'au moins une droite10 B, parallèle à l'axe du cylindre, la position de ladite droite B étant telle que, lors du mouvement de pivot de la mâchoire autour de l'axe P, il n'y ait aucune interférence entre ladite droite B et le cylindre et que le plan qu'elle définit avec la droite A, lorsque le cylindre est extrait15 dudit support, coupe le demi-plan vertical partant de l'axe du cylindre et orienté vers le bas, en dehors de l'axe du cylindre; ledit dispositif étant caracterisé en ce que l'axe P est disposé de telle sorte que la résultante des forces appliquées sur la mâchoire au niveau de ladite droite B, lorsque ledit cylindre est extrait dudit support, génère un couple agissant sur ladite mâchoire de manière à empêcher tout mouvement tendant à écarter entre elles lesdites droites A et B de contact de la mâchoire et de la contre-25 mâchoire sur le cylindre. Dans la description détaillée qui suit, il sera fait référence au dessin dans lequel: la Fig 1 représente un rack supportant une pluralité de bobines de produits en bande pour lesquelles le dispositif selon la présente invention est particulièrement adapté; la Fig 2 représente une vue en coupe d'un mode de réalisation du dispositif selon la présente invention; la Fig 3 représente une vue en perspective du dispositif de la Fig 2; la Fig 4 illustre de manière schématique un mode de réalisation du dispositif selon la présente invention. La Fig 2 à laquelle il est maintenant fait référence, représente une vue en coupe d'un mode de réalisation du dispositif selon la présente invention Le mode de réalisation représenté est adapté pour prendre et transporter des bobines du type à épaulements discutées précédemment et supportées sur un rack du type de celui représenté à la Fig 1 La bobine à prendre est disposée de10 telle sorte qu'elle repose horizontalement au niveau de ses épaulements (situés de part et d'autre de la bobine) sur des supports 1 constitués d'au moins deux droites parallèles à l'axe des épaulements cylindriques et espacées angulairement par rapport à l'axe desdits épaulements.15 Avantageusement, ces supports 1 forment une surface en arc de cercle A titre d'exemple, cet arc de cercle forme un angle de l'ordre de 1200 par rapport à l'axe du cylindre. Selon un autre mode de réalisation, le cylindre à prendre repose sur un plan horizontal.20 Le dispositif comprend principalement une mâchoire 2 et une contre-mâchoire 3 sur laquelle est montée ladite mâchoire au niveau d'un axe de pivot P parallèle à l'axe du cylindre 4 et destinée à coopérer avec ladite mâchoire 2 pour enserrer le cylindre 4 et l'extraire dudit support en25 vue de son transport Dans la représentation schématique de la Fig 2, la mâchoire ainsi que toutes les pièces affectées par le mouvement de pivot autour du point P sont représentées en deux positions: une position haute et une position basse Le mouvement de ladite mâchoire sur la30 contre-mâchoire est limité à la fois en position haute et en position basse au moyen d'une pièce 5 solidaire de la contre-mâchoire et pourvue d'un trou de forme allongée 6 dans lequel se déplace une vis 7 solidaire de la mâchoire. Cette pièce 5 permet, en outre, de guider le mouvement de35 la mâchoire 2 sur la contre-mâchoire 3 de sorte qu'il n'y ait aucun mouvement latéral relatif entre la mâchoire et la 6 contre-mâchoire Avantageusement, on dispose une telle pièce de part et d'autre de la mâchoire. Ainsi qu'il apparait de manière plus claire sur la représentation en perspective de la Fig 3, dans le cas o l'objet à soulever est une bobine de film à épaulements, la mâchoire et la contre-mâchoire sont scindées en deux parties sensiblement identiques, séparées ( 2, 2 ', 3, 3 ') d'une distance correspondant sensiblement à la largeur du film et solidaires l'une de l'autre de sorte que la bobine10 soit enserrée par la mâchoire et la contre-mâchoire au niveau de chacun de ses deux épaulements Selon un autre mode de réalisation, chacune des deux parties de la mâchoire et/ou de la contre-mâchoire sont commandées indépendamment l'une de l'autre Il est évident qu'une15 telle disposition n'est pas nécessaire lorsque le cylindre à prendre est uniforme sur toute sa longueur L'ensemble ainsi réalisé, mâchoire/contre-mâchoire est monté, en translation et/ou en rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du cylindre, sur un chariot (non20 représenté) permettant ainsi de déplacer le dispositif en regard du cylindre à extraire et de faire parcourir au cylindre, une fois extrait de son support, n'importe quelle trajectoire. Le dispositif comprend également des moyens (non représentés) pour animer la contre-mâchoire 3 d'un mouvement d'approche permettant d'amener une partie de ladite contre-mâchoire en contact, aux tolérances de fabrication près, avec le cylindre au niveau d'au moins une droite A, parallèle à l'axe du cylindre, la position de la30 droite A étant telle que, lors du mouvement d'approche de la contre-mâchoire vers le cylindre, il n'y ait aucune interférence de matière entre ladite droite A et ledit cylindre Selon un mode de réalisation préférentiel, ledit mouvement d'approche de la contre-mâchoire est un mouvement35 de pivot autour d'un axe de pivot O, mais il est évident que tout autre mouvement d'approche peut être envisagé A 7 titre d'exemple, ledit mouvement d'approche est un mouvement de translation Dans l'hypothèse d'un mouvement d'approche en pivot autour de l'axe O, la condition relative à l'absence d'interférence de matière entre la5 droite A et le cylindre se traduit par le fait que la droite A est située dans, ou, au dessus du plan passant par l'axe O et l'axe du cylindre Lesdits moyens permettent également d'animer la contre-mâchoire et, de manière solidaire, la mâchoire, d'un mouvement permettant l'extraction du cylindre dudit support 1 ainsi que son transport, la trajectoire, ainsi que mentionnée précédemment pouvant être quelconque. Avantageusement, ladite contre-mâchoire est en contact avec ledit cylindre sur une surface 13 définissant, par rapport à l'axe du cylindre, un angle suffisant pour maintenir le cylindre, quelque soit le mouvement de ladite contre-mâchoire C'est le cas lorsque le mouvement de pivot autour de l'axe O fait parcourir audit cylindre un demi arc de cercle A titre d'exemple, ladite surface forme un angle20 variant entre 900 et 1200. Le dispositif comprend également des moyens 8 permettant d'animer la mâchoire 2 d'un mouvement de pivot autour de l'axe P afin d'amener une partie de ladite mâchoire 2 en contact, aux tolérances de fabrication près,25 avec ledit cylindre 4 au niveau d'au moins une droite B (en réalité, B' lorsque le cylindre repose sur le support, puis B lorsque le jeu est absorbé en soulevant le cylindre; voir Fig 4) parallèle à l'axe du cylindre, la position de la droite B étant telle que, lors du mouvement de pivot de30 la mâchoire autour de l'axe P, il n'y ait aucune interférence de matière entre ladite droite B et le cylindre Ceci implique que la droite B est, pour l'exemple représenté à la Fig 2, située dans, ou, au dessus du plan passant par l'axe P et l'axe du cylindre Ainsi que35 représentée à la Fig 2, l'extrémité de la mâchoire présente une sur-longueur S dont on reparlera plus en 8 détail par la suite et qui permet d'absorber les tolérances de fabrication, ou jeu j, dont on reparlera également plus en détail par la suite En effet, lorsque le cylindre est extrait du support, le jeu j provoque un abaissement de la5 droite de contact B, ce qui rend nécessaire ladite sur- longueur, la distance entre les droites A et B devant, à tout instant, être inférieure au diamètre du cylindre 4. Selon un mode de réalisation préféré, lesdits moyens 8 sont constitués d'un vérin hydraulique à double effet Selon10 d'autres alternatives, lesdits moyens sont constitués d'un vérin pneumatique ou d'un moteur. Un vérin à double effet peut également être utilisé pour animer la contre-mâchoire de son mouvement d'approche, lorsque ledit mouvement d'approche est un mouvement de15 pivot. De plus, les droites A et B doivent être disposées de telle sorte que, lorsque le cylindre n'est plus en appui sur le support 1, le plan qu'elles définissent, coupe le demi-plan vertical partant de l'axe du cylindre et orienté20 vers le bas, en dehors de l'axe du cylindre. Selon une caractéristique importante de la présente invention, l'axe P est disposé de telle sorte que la résultante des forces appliquées sur la mâchoire au niveau de ladite droite B, lorsque ledit cylindre n'est plus en25 appui sur le support 1, génère un couple agissant sur ladite mâchoire de manière à empêcher tout mouvement tendant à écarter entre elles lesdites droites A et B de contact de la mâchoire 2 et de la contre-mâchoire 3 sur le cylindre Avantageusement, le couple agit sur la mâchoire30 de manière à rapprocher entre-elles lesdites droites A et B, ce qui induit un auto-serrage de la mâchoire sur le cylindre, empêchant ainsi celui-ci de tomber, indépendamment du circuit hydraulique ou pneumatique fermant ladite mâchoire 2 Ce dernier point sera expliqué35 plus en détail par la suite en référence à la Fig 4 qui représente de manière schématique le dispositif selon la 9 présente invention, en faisant apparaître notamment, le bilan des forces agissant sur ladite mâchoire Les éléments communs aux Figs 2, 3 et 4 portent les mêmes références numériques.5 La condition selon laquelle la distance entre les droites A et B doit toujours être inférieure au diamètre du cylindre se traduit par l'inéquation suivante D + R L + j j La force résultante FR s'exerçant sur la mâchoire 2 au niveau de la droite B est égale à la somme de la force de frottement F Pl tg f et de la composante Fp de la force due35 au poids du cylindre, o f est l'angle de frottement, la composante Fp étant perpendiculaire au plan passant par la droite B et tangent au cylindre 4 Cette résultante FR, pour générer un couple agissant sur la mâchoire 2 de manière à empêcher tout mouvement tendant à écarter ou rapprocher entre elles lesdites droites A et B doit être5 alignée avec le plan passant par l'axe P et la droite B. Par contre, pour générer un couple agissant sur la mâchoire de manière à rapprocher entre elles lesdites droites A et B, la résultante FR doit être décalée angulairement par rapport audit plan dans le sens représenté à la Fig 4, de10 manière à provoquer un mouvement de la mâchoire 2 dans le sens indiqué par la flèche AS. Soit M le moment exercé par la résultante FR sur l'axe P on a: M = (Fp/cos f) d avec d = (L + j + R( 1 + cos 0)) sin (f a)/ Cos a Pour que le couple n'agisse pas sur la mâchoire de manière à écarter entre elles lesdites droites A et B, il est nécessaire que l'on ait X B; f est l'angle de frottement de la mâchoire 2 sur le cylindre 4 au niveau de la droite B; soit: tg a différents paramètres pour un mode de réalisation particulier du dispositif selon la présente invention. Paramètres Valeur R (mm) 80 L (mm) 480 D (mm) 557 0 ( ) 16 j (mm) 0,2 tg f 0,15 s (mm) 18 a ( ) 0,06 On fait de nouveau référence à la Fig 2 illustrant une vue en coupe du dispositif de préhension et de transport selon la présente invention. Le fonctionnement d'un tel dispositif est, avantageusement, commandé par un calculateur (non représenté), des moyens 9, solidaires de la mâchoire, étant prévus pour indiquer au calculateur si ladite mâchoire est ouverte ou fermée A cet effet, lesdits moyens viennent au contact d'un premier élément de détection 10 si la mâchoire25 est fermée et d'un second élément de détection ll si la 12 mâchoire est ouverte, lesdits moyens de détection étant solidaires de la contre-mâchoire 3. Le dispositif représenté comprend, de plus, des moyens de guidage 12 prévus pour coopérer avec l'espace existant entre deux supports adjacents d'un rack tel que celui représenté à la Fig 1, afin de parfaire le mouvement d'approche de ladite contre-mâchoire par rapport aux épaulements de la bobine à transporter. Dans le mode de réalisation qui vient d'être discuté en détail, les axes de pivot respectifs de la mâchoire et de la contre-mâchoire sont disposés du même côté du cylindre à extraire, de sorte que la contre- mâchoire vienne au contact du cylindre sur sa face en regard desdits axes et que la mâchoire vienne au contact du cylindre sur sa15 face opposée, par un mouvement de pivot au-dessus dudit cylindre Il est évident que toute autre disposition desdites mâchoire et contre-mâchoire peut être envisagée dans la mesure o les conditions discutées précédemment sont remplies.20 Un tel dispositif peut être ainsi déplacé en translation devant un rack du type de celui décrit à la Fig 1 et sur lequel sont montées une pluralité de bobines supportées horizontalement par leurs épaulements Le dispositif peut alors extraire et transporter une bobine25 située n'importe o sur le rack De plus un tel système ne nécessite pas de serrage important sur les épaulements, ne provoquant ainsi aucune déformation desdits épaulements. REVENDICATIONS 1 Dispositif de préhension et de transport d'un cylindre de révolution ( 4) posé horizontalement sur un support ( 1), ledit dispositif comprenant: a) une mâchoire ( 2); b) une contre-mâchoire ( 3) sur laquelle est montée ladite mâchoire ( 2) au niveau d'un axe de pivot P parallèle à l'axe du cylindre ( 4), et destinée à coopérer avec ladite mâchoire ( 2) pour enserrer ledit cylindre ( 4) et l'extraire dudit support ( 1) en vue de son transport; c) des moyens pour animer la contre-mâchoire ( 3) d'un mouvement d'approche permettant d'amener une partie de ladite contre-mâchoire en contact, aux tolérances de fabrication près, avec le cylindre ( 4) au niveau d'au moins une droite A, parallèle à l'axe du cylindre, la position de ladite droite A étant telle que, lors du mouvement d'approche de la contre- mâchoire vers le cylindre, il n'y ait aucune interférence entre ladite droite A et ledit cylindre ( 4), lesdits moyens permettant également d'animer la contre-mâchoire ( 3) d'un mouvement permettant l'extraction du cylindre dudit support ( 1) ainsi que son transport; d) des moyens ( 8) pour animer la mâchoire ( 2) d'un mouvement de pivot autour dudit axe P afin d'amener une partie de ladite mâchoire en contact, aux tolérances de fabrication près, avec ledit cylindre au niveau d'au moins une droite B, parallèle à l'axe du cylindre ( 4), la position de ladite droite B étant telle que, lors du mouvement de pivot de la mâchoire ( 2) autour de l'axe P, il n'y ait aucune interférence entre ladite droite B et le cylindre et que le plan qu'elle définit avec la droite A, lorsque le cylindre est extrait dudit support, coupe le demi-plan vertical partant de l'axe du cylindre et orienté vers le bas, en dehors de l'axe du cylindre; ledit dispositif étant caractérisé en ce que l'axe P est disposé de telle sorte que la résultante des forces appliquées sur la mâchoire ( 2) au niveau de ladite droite B, lorsque ledit cylindre est extrait dudit support, génère un couple agissant sur ladite mâchoire ( 2) de manière à empêcher tout mouvement tendant à écarter entre elles lesdites droites A et B de contact de la mâchoire ( 2) et de la contre-mâchoire ( 3) sur le cylindre ( 4). 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit support est constitué d'au moins deux droites parallèles à l'axe du cylindre et espacées angulairement par rapport à l'axe dudit cylindre. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le mouvement d'approche de la contre-mâchoire vers le cylindre est un mouvement de pivot autour d'un axe O, ladite droite A étant située dans, ou, au dessus du plan passant par l'axe O et l'axe du cylindre. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'axe P est disposé de telle sorte que la résultante des forces appliquées sur la mâchoire au niveau de ladite droite B, lorsque ledit cylindre est extrait dudit support, génère un couple agissant sur ladite mâchoire de manière à rapprocher entre elles lesdites droites A et B de contact de la mâchoire et de la contremâchoire sur le cylindre, réalisant ainsi un auto-serrage de la mâchoire ( 2) par rapport à la contre-mâchoire ( 3). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite contre-mâchoire est amenée au contact du cylindre ( 4) sur une surface ( 13) enveloppant le cylindre ( 4) selon un angle suffisant pour permettre le transport du cylindre, quelque soit le mouvement de ladite contre-mâchoire pendant le transport. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens ( 8) permettant d'animer la mâchoire d'un mouvement de pivot autour de l'axe P sont constitués d'un vérin à double effet. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la surface de la mâchoire ( 2) en contact avec ledit cylindre est recouverte d'un matériau tel que du néoprène, du polyuréthane ou du Ferrodog. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que ledit cylindre de révolution est constitué des deux épaulements d'une bobine d'un produit en bande, les deux épaulements étant situés de part et d'autre de la bobine, ladite mâchoire ( 2) et ladite contre-mâchoire ( 3) étant scindées en deux parties ( 2, 2 ', 3, 3 ') sensiblement identiques et séparées d'une distance correspondant sensiblement à la largeur du produit en bande.