Brevet FR2728250A1 — publié le 19960621

La présente invention concerne un élément de préhension pour machine de manutention d'objets tels que des bouteilles, des flacons ou tous autres produits présentant notamment un col, qui trouvera son application dans tous les secteurs de l'activité économique dans lesquels on doit manipuler et déplacer de tels articles. Des machines de manutention sont par exemple utilisées pour réaliser la mise en place ou le retrait de bouteilles ou de flacons notamment disposés sur des palettes de manutention en permettant leur saisie, et leur enlèvement hors de ces palettes puis, leur mise en place par exemple sur une table ou un convoyeur. Actuellement, ces machines de manutention comportent un châssis mobile, un système d'alimentation en air comprimé et un certain nombre d'éléments de préhension, gonflables, fixés au châssis, aptes à être disposés entre les rangées de bouteilles lorsqu'ils sont dans une position aplatie et, qui après gonflage, se déforment et coincent le col des bouteilles. Ainsi, ces bouteilles sont maintenues entre ces éléments et peuvent être déposées sur une palette, soit soulevées hors de cette palette et placées par exemple sur un tapis d'approvisionnement. Les éléments de préhension actuellement utilisés sont constitués par une enceinte déformable, plate, gonflable, qui contient des moyens de rigidification interne constitués par une barre métallique disposée sur au moins une partie de la hauteur de l'enceinte. Classiquement, par exemple, cette enceinte déformable comprend un premier fourreau dit "interne" et un second fourreau dit "externe" solidarisés entre eux par vulcanisation. Ce premier fourreau est constitué, par exemple, par une feuille de tissu non étanche notamment en polyamide qui est revêtu d'élastomère cru sur une seule de ses faces, à savoir celle tournée vers l'extérieur. Le fourreau externe est quant à lui constitué par une couche d'un tissu revêtu d'élastomère cru sur ses deux faces et sur les tranches duquel on dispose de préférence des gommes de protection. L'ensemble est ensuite vulcanisé en autoclave. Dans les machines de ce type, il a pu être constaté que leur cadence de fonctionnement était limitée et que cela était dû essentiellement au poids, relativement important des éléments de préhension et par ailleurs difficilement allégeable par la nécessité même de la barre métallique de rigidification. Selon une première phase de la démarche inventive, il a été recherché d'alléger cet organe en se dirigeant vers des matériaux non métalliques plus légers. Un gain de poids est ainsi facilement obtenu, mais au détriment de la rigidité nécessaire à une préhension fiable des bouteilles. C'est ainsi que le but de la présente invention a été de rechercher un matériau alliant à la fois des qualités de légèreté et de rigidité permettant grâce à une inertie moindre, d'augmenter les cadences tout en assurant une préhension fiable des bouteilles ou similaires. A cet effet, elle concerne un élément de préhension du type précité pour machine de manutention se caractérisant en ce que la barre de rigidification est réalisée en un matériau composite à base de fibres de carbone. Ce choix découle d'essais effectués sur un grand nombre de matériaux différents qui a permis d'atteindre le but recherché. Par conséquent, l'invention répond à une sélection non évidente de matériau, ayant conduit à la fibre de carbone. Néanmoins, si une telle sélection a permis un gain de poids de l'ordre de 50 %, en revanche, cela a engendré d'autres problèmes liés précisément à ce type de matériau non métallique et ne pouvant donc pas être soudé classiquement à d'autres accessoires tels que par exemple conduits d'alimentation en air ou tiges de suspension au châssis support. L'invention vise donc également à résoudre ces problèmes induits par l'utilisation d'un matériau à base de fibres de carbone. Pour cela, d'autres caractéristiques ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être considérées isolément ou selon toute leur combinaison technique possible. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un élément de préhension selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale qui illustre une machine de manutention équipée d'un élément selon la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale partielle d'une machine telle qu'illustrée à la figure 2, dans laquelle les éléments de préhension sont dans un état dégonflé, - la figure 4 est une vue schématique similaire à la figure 3, dans laquelle les éléments de préhension sont dans un état gonflé. En se référant plus particulièrement aux figures 2 à 4, on voit une machine de manutention 2 munie d'un certain nombre d'éléments de préhension gonflables 1, disposés parallèlement les uns aux autres de manière à pouvoir pincer entre eux les objets à transporter tels que par exemple des bouteilles A, ou similaires que l'on désire disposer sur une palette ou bien extraire de celle-ci en vue de les placer sur une table de travail ou tout autre réceptacle approprié et ce, en en déplaçant un grand nombre à la fois d'objets. Cette machine de manutention 2 comporte un châssis mobile 4 apte à être déplacé dans l'espace selon des parcours commandés par des moyens adaptés d'un type classique et connu non représentés. Chaque élément de préhension 1 comporte au moins une enceinte 3 horizontale souple gonflable et une barre de rigidification 10 interne de ladite enceinte. L'enceinte 3 est constituée de manière connue par un fourreau interne et par un fourreau externe, réalisés dans un matériau souple et peu extensible, par exemple un tissu enduit d'élastomère, et associés entre eux par des techniques classiques de vulcanisation à chaud et sous pression. A l'intérieur de chaque enceinte 3 débouche un ou plusieurs conduits 5 reliés à une centrale de mise en pression ou en dépression. Des moyens de suspension 6 de l'enceinte 3, constitués par exemple par au moins une tige filetée coopérant avec le châssis support 4, sont prévus de manière à assurer un maintien de l'enceinte 3 sur ce châssis 4. Les moyens de renforcement internes sont constitués par une barre 10, s'étendant sur au moins une partie de la hauteur de l'enceinte 3 prévue à l'intérieur de celle-ci, en étant raccordée notamment à l'une de ses extrémités à la tige filetée 6 de suspension. L'élément 1 est destiné à équiper une machine de manutention 2 qui est agencée pour réaliser la préhension de plusieurs articles, contenant notamment un col tel que par exemple des bouteilles ou des flacons disposés les uns à côté des autres. Pour cela, lorsque l'enceinte 3 est en position dégonflée comme cela est plus particulièrement illustré à la figure 3, l'écartement entre deux enceintes 3 voisines doit être supérieur au diamètre de la zone de préhension de l'objet, obj et, par exemple du col, que l'on désire prendre ou transférer et, en position gonflée, comme cela est plus particulièrement illustré à la figure 4, leur écartement doit être inférieur au diamètre de cesdits cols. Lorsqu'une dépression est créée à l'intérieur de l'enceinte 3, celle-ci se trouve en position aplatie, et il est ainsi possible de descendre le châssis 4 dans une position dans laquelle, deux enceintes 3 voisines pénètrent entre les cols des articles, comme cela est plus particulièrement illustré à la figure 3. Lorsque les enceintes 3 se trouvent dans cette position, on procède à leur mise sous pression de sorte que deux enceintes 3 voisines viennent enserrer le col des articles de part et d'autre desquels ils sont disposés et ainsi il est possible de procéder au transfert et/ou à la préhension de ceux-ci. En résumé, selon un mode de réalisation, l'élément de préhension 1 comprend donc - une enceinte horizontale souple 3 initialement plate, déformable par gonflage ultérieur, - une barre 10 de rigidification interne de ladite enceinte 3 s'élevant sur au moins une partie de sa hauteur, - au moins une tige 6 de suspension du sousensemble formé par les éléments précités, - au moins un conduit 5 raccordé à une source d'alimentation en air comprimé, - au moins deux embases 2 traversées rigides 12 de l'enceinte souple 3 coopérant de manière étanche avec une ouverture de celles-ci, ménagées à sa partie supérieure et interposées entre la tige de suspension 6 et le conduit 5 externes et le sommet de la barre 10 de rigidification interne, ces embases 12 venant ultérieurement en butée sur le châssis support 4 lors de la fixation de l'élément de préhension 1 sur celui-ci, - des moyens de liaison de la barre 10 de rigidification aux embases 12 de traversée étanche et/ou à la tige de suspension 6 et/ou au conduit d'alimentation 5. Cela étant, selon l'invention, la barre 10 de rigidification est réalisée en un matériau composite à base de fibres de carbone. Préférentiellement, les fibres de carbone du matériau composite sont orientées longitudinalement et ces fibres sont continues, c'est-à-dire non coupées. Selon une autre caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens de liaison de la barre 10 de rigidification à la tige de suspension 6 et/ou au conduit d'alimentation 5 s'effectuent par l'intermédiaire d'un prolongement 13 de la tige 6 et/ou du conduit 5 qui, notamment après avoir traversé leur embase respective 12, se subdivisent en deux parties 13a, 13b pour chevaucher ladite barre 10, chacune de ces parties venant en contact des faces latérales 10a, lOb de celles-ci avec lesquelles ils coopèrent grâce à des moyens de fixation. Les moyens de fixation du prolongement 13 de la tige de fixation 6 sur la barre 10 sont constitués par un apport de colle C compatible avec les matériaux en présence, renforcés éventuellement par des moyens mécaniques de traversée dans le sens tranversal du prolongement 13 de la tige 6 et de la barre 10 tel que des rivets 14, ou encore des vis. Par ailleurs, les moyens de fixation du prolongement du conduit 5 sur la barre 10 sont constitués uniquement par un apport de colle C compatible avec les matériaux en présence. En effet, dans ce cas précis, il serait néfaste d'introduire dans le conduit des moyens mécaniques de traversée pouvant perturber l'amenée d'air dans l'enceinte. Selon une autre caractéristique de l'invention, la face interne 3a de l'enceinte 3 correspondant aux zones de traversée entourant la tige de suspension 6 et le conduit d'alimentation 5, est doublée par une pièce de renfort 15 souple, rapportée par vulcanisation. Ceci a pour effet de protéger la partie supérieure de l'enceinte en contact avec les arêtes du bord supérieur de la barre 10. En fait, cette technique d'assemblage a été imaginée de manière à résoudre le problème de nonsoudabilité d'une tige ou d'un conduit en métal sur un matériau composite chargé de fibres de carbone donc incompatible. La réalisation des éléments de préhension 1 décrit ci-dessus s'effectue par la mise en oeuvre du procédé ci-dessous, remarquable par les étapes suivantes : - réalisation d'un sous-ensemble comprenant, tel notamment que décrit ci-dessus, une barre de rigidification 10 en matériau composite à base de fibres de carbone, elle-même équipée de tiges de suspension 6, d'un conduit d'alimentation 5 et d'embases de traversée correspondante 12, - s'agissant d'une enceinte 3 en caoutchouc application sur la barre 10 et/ou sur la paroi interne 3a de l'enceinte 3 d'un produit ayant des propriétés de nonadhérence, à l'exclusion des parties en regard ou correspondant aux zones de liaison de la barre de rigidification 10 avec les prolongements 13 de la tige de suspension 6 et du conduit d'alimentation 5 déjà en place, et des zones de contact des embases 12 de traversée étanche de ladite tige 6 et du conduit 5, avec les parties correspondantes internes de l'enceinte 3 au droit de ses ouvertures respectives, de manière à ce que lors de la formation de l'enceinte 3 par enroulement d'une feuille de caoutchouc cuit par vulcanisation, il ne se produise pas d'adhérence de celle-ci sur ladite barre 10. En fait, selon une première technique, le produit non adhérent est constitué par une cire appliquée sur la barre 10 avant formation et vulcanisation de l'enceinte 3. Selon une seconde technique possible, le produit non adhérent est constitué par une feuille de "matériau fluoré" connu sous les marques "TEFLON" et "TEDLAR" par exemple, appliquée sur la face interne 3a de l'enceinte 3 avant formation et vulcanisation de celle-ci. I1 est à noter que selon un autre avantage procuré par l'invention, le fait que l'embase de traversée de l'enceinte n'est plus soudée à la barre de rigidification comme par le passé mais solidarisée de celle-ci par collage du prolongement 13 de la tige 6, cela autorise l'utilisation d'un matériau également non métallique pour réaliser lesdites embases 12, conduisant à un gain de poids supplémentaire de l'ensemble. REVENDICATIONS 1. Elément de préhension pour machine de manutention d'objets, tels que notamment des bouteilles, ou similaires, comprenant au moins - une enceinte horizontale souple (3) gonflable, - une barre (10) de rigidification interne de ladite enceinte (3), s'élevant sur au moins une partie de sa hauteur, caractérisé en ce que la barre (10) de rigidification est réalisée en un matériau composite à base de fibres de carbone. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres de carbone du matériau composite sont orientées longitudinalement. 3. Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fibres de carbone sont continues. 4. Elément selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente - au moins une tige (6) de suspension dudit élément, - des moyens de liaison de la barre de rigidification à la tige de suspension (6), ladite liaison s'effectuant par l'intermédiaire d'un prolongement (13) de la tige (6) qui se subdivise en deux parties (13a, 13b) pour chevaucher ladite barre (10), chacune de ces parties venant en contact des faces latérales (10a, 10b) de cellesci avec lesquelles il coopère grâce à des moyens de fixation. 5. Elément selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de fixation du prolongement (13) de la tige de fixation (6) sur la barre (10) sont constitués par un apport de colle C compatible avec les matériaux en présence, renforcés éventuellement par des moyens mécaniques de traversée dans le sens transversal du prolongement (13) de la tige (6) et de la barre (10), tels que rivets (14), vis. 6. Elément selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il présente en outre au moins un conduit (5) raccordable à une source d'alimentation en air comprimé et en ce que les moyens de fixation du conduit (5) sur la barre (10) sont constitués uniquement par un apport de colle C compatible avec les matériaux en présence. 7. Elément selon l'une des revendications 4 ou 6, caractérisé en ce que la face interne (3a) de l'enceinte (3) correspondant aux zones de traversée entourant la tige de suspension (6) et/ou le conduit d'alimentation (5), est doublée par une pièce de renfort (15) souple rapportée par vulcanisation. 8. Procédé de fabrication d'un élément de préhension pour machine de manutention, selon l'une des revendications précédentes, remarquable par les étapes suivantes - réalisation d'un sous-ensemble comprenant une barre de rigidification (10) en matériau composite à base de fibres de carbone elle-même équipée de tiges de suspension (6); d'un conduit d'alimentation (5); et d'embases traversées correspondantes (12), - s'agissant d'une enceinte (3) en caoutchouc application sur la barre (10) et/ou sur la paroi interne (3a) de l'enceinte (3), d'un produit ayant des propriétés de non-adhérence, à l'exclusion des parties en regard ou correspondant aux zones de liaison de la barre de rigidification (10) avec les tiges de suspension (6) et du conduit d'alimentation (5) déjà en place, et des zones de contact des embases (12) de traversée étanche de ladite tige (6) et dudit conduit (5), avec les parties correspondantes internes de l'enceinte (3) aux droits de ses ouvertures respectives, de manière à ce que lors de la formation de l'enceinte (3) par enroulement d'une feuille de caoutchouc, puis par vulcanisation, il ne se produise pas d'adhérence de celle-ci sur ladite barre (10). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le produit non adhérent est constitué par une cire appliquée sur la barre (10) avant formation et vulcanisation de l'enceinte (3). 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le produit non adhérent est constitué par une feuille de matériau fluoré" connu sous les marques "TEFLON" et "TEDLAR" par exemple, appliquée sur la face interne (3a) de l'enceinte (3) avant formation et vulcanisation de celle-ci. 11. Machine de manutention du type comprenant un ensemble d'éléments de préhension (1) suspendu à un châssis mobile (4), caractérisée en ce que les éléments de préhension sont des éléments selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.