Brevet FR2751629A1 — publié le 19980130

La présente invention concerne un accumulateur tampon destiné à être monté dans une ligne de traitement utilisant un produit en forme de ruban fourni par une bobine et alimentant la machine de traitement sans interruption pendant le changement de bobine. Dans certaines industries comme celle du conditionnement, on utilise des produits en forme de bande, par exemple des bandes de manchons destinés à l'habillage et/étiquetage de produits tels que des flacons, des bouteilles, des boites en métal, plastique ou carton. La machine de pose de ces manchons reçoit les produits à traiter ainsi que le ruban (en fait un tube) de manchons. Ces manchons sont détectés et sectionnés sur la machine et placés par-dessus les produits pour être thermorétractés sur ceux-ci. Comme le ruban ne peut être fourni qu'en bobines qui correspondent nécessairement à une longueur limitée de ruban, pour placer une nouvelle bobine, il faut arrêter la machine pendant le temps du changement de bobine. Pour ce changement, on raccorde le début de la nouvelle bobine à l'extrémité du ruban partant de la bobine qui vient d'être vidée. Même effectuée rapidement, cette opération nécessite quelques minutes et, outre la perte intrinsèque de temps, elle nécessite l'arrêt de la machine de traitement et une nouvelle mise en route avec accélération progressive jusqu'à la vitesse de marche normale. Outre la perte de temps liée au remplacement de la bobine, ce fonctionnement discontinu présente l'inconvénient d'une rupture de la marche normale de la machine de traitement avec ses conséquences inévitables, à savoir d'éventuelles mises au rebut de pièces traitées pendant la phase de redémarrage. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un accumulateur tampon, de fonctionnement simple et sûr, de faible encombrement, qui puisse s'intégrer facilement entre la bobine d'alimentation en ruban et la machine alimentée en ruban. A cet effet l'invention concerne un accumulateur du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que A) un tambour récepteur rotatif, - muni d'un équipage récepteur, rotatif par rapport au tambour formé d'une bande sans fin décrivant un chemin circulaire en C, par son brin extérieur et laissant un intervalle d'entrée pour former une réserve d'enroulement recevant le ruban sur sa spire extérieure et le dévidant par sa spire intérieure, en passant par l'intervalle, - la bande sans fin étant mobile par rapport à l'équipage, B) un tambour émetteur, fixe, muni d'un équipage d'émission fixe, - formé d'une bande sans fin mobile décrivant un chemin circulaire en forme de C. Ainsi par le brin extérieur avec intervalle de passage pour former sur le brin extérieur une réserve d'enroulement recevant le ruban sur sa spire extérieure et le dévidant par sa spire intérieure en passant par l'intervalle. C) le tambour émetteur étant placé coaxialement à l'intérieur du tambour récepteur, D) des moyens d'entraînement et de commande pour entraîner l'équipage récepteur et/ou les bandes de réception et d'émission, E) le chemin suivi par le ruban dévidé d'une bobine passant sur le tambour de réception pour former les spires constituant une réserve de réception sur le brin extérieur de la bande de l'équipage récepteur, la spire intérieure de cette ré serve se dévidant à travers la fente de l'équipage récepteur et passant sur le tambour d'émission pour former sur le brin extérieur de l'équipage d'émission, des spires constituant une réserve d'émission dont la spire intérieure est dévidée pour être extraite à travers la fente de l'équipage d'émission et alimenter la machine, - la réserve de réception étant formée pendant le dévidage de la bobine pour constituer une réserve de temps nécessaire au changement de bobine, - cette réserve de réception étant transférée à la réserve d'émission pendant l'arrêt de l'alimentation de la réserve de réception au cours du changement de bobine. Cet accumulateur est d'une construction simple et de volume très réduit, puisqu'il se compose en quelque sorte de deux tambours placés l'un dans l'autre, entraînés et commandés. L'ensemble se place très facilement entre la bobine d'alimentation et la machine sans encombrer la ligne de fabrication et même un renvoi prévu en sortie de l'accumulateur permet de placer cette machine à côté de la machine de traitement et non nécessairement dans l'alignement de celle-ci. L'accumulateur tampon reçoit le ruban et constitue progressivement une réserve en dévidant la bobine d'alimentation en un temps plus court qu'il ne faut à la machine de traitement pour consommer la longueur de ruban correspondant à une bobine. Cette réduction du temps de reprise du ruban permet ainsi de créer une réserve de temps nécessaire à l'enlèvement de l'ancienne bobine, à la mise en place de la bobine chargée et au raccordement de l'amorce de la bobine chargée à l'extrémité du ruban de la bobine qui vient d'être terminée. Le ruban alimentant le tambour de réception est arrêté pendant tout ce temps de remplacement de bobine. Entretemps, l'équipage de réception dévide la réserve de ruban de réception pour alimenter la machine de traitement et en même temps constituer une réserve de ruban sur l'équipage d'émission du tambour émetteur. Le tambour émetteur épuise alors pratiquement sa réserve d'émission puis le tambour récepteur se recharge de ruban à partir de la nouvelle bobine et les opérations reprennent comme décrit. Cet accumulateur tampon respecte la structure de ruban du produit ainsi accumulé sans exercer de traction risquant de le rompre, de l'étirer, le déformer ou de le froisser, puisqu'il s'agit en général mais non exclusivement de matière plastique comme du polyéthylène. Comme les réserves de réception et d'émission se font et se défont en alternance et il n'y a pas de problème d'augmentation du diamètre de la réserve puisqu'à la fin de l'épuisement de chaque réserve, les légères tractions existant remettent les dernières spires ou spires intérieures au contact avec la bande sans fin de l'équipage de réception et de l'équipage d'émission. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention - l'équipage récepteur et/ou émetteur comprend une surface de guidage en forme de cercle interrompu par une fente bordée par des cylindres formant le chemin circulaire en C pour le brin extérieur de la bande, le brin intérieur pénétrant à travers la fente (à l'intérieur de la surface de guidage pour suivre son contour intérieur - l'équipage récepteur et/ou émetteur comprend une surface de guidage pour soutenir le brin intérieur du ruban - les surfaces de guidage sont munies de bords pour former un chemin recevant le brin extérieur des rubans sans fin et les réserves. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 montre l'accumulateur tampon - les figures 2A, 2B montrent le tambour récepteur de l'accumulateur tampon dans deux états de fonctionnement - les figures 3A, 3B montrent le tambour d'émetteur 10 dans deux états de fonctionnement Selon la figure 1, l'invention concerne un accumulateur tampon destiné à être monté entre une bobine d'alimentation 1 fournissant un ruban 2 et une machine 3 recevant le ruban 2 en continu et à une vitesse constante. Cet accumulateur 4 se compose d'un tambour récepteur 5 rotatif autour d'un axe O et un tambour émetteur 10 logé à l'intérieur du tambour récepteur 5, sur l'axe 0 mais non rotatif. Très schématiquement, le tambour récepteur 5 reçoit le ruban 2 dévidé de la bobine d'alimentation 1 pour le fournir au tambour émetteur 10 qui délivre le ruban 2 à la machine 3. Le ruban 2 est accumulé d'abord sur le tambour récepteur 5 pour vider la bobine d'alimentation plus rapidement que le ruban 2 n'est fourni par le tambour émetteur 10 à la machine 3, afin de gagner ainsi du temps utilisable pour le changement de bobine 1, et ne pas interrompre ni ralentir l'alimentation en ruban de la machine 3. Pour faciliter la description de l'accumulateur tampon, l'ensemble représenté schématiquement à la figure 1 est montré séparé en ses deux parties - tambour récepteur 5 (figure 2A) - le tambour émetteur 10 (figure 3A) Selon la figure 2A, le tambour récepteur 5 comprend un équipage récepteur 6 composé d'une bande sans fin 7 décrivant un chemin en forme de C. Le brin extérieur 71 de cette bande 7 décrit le côté extérieur de ce chemin en forme de C et le brin intérieur 72 relie les deux extrémités du brin extérieur 71. En fait, le chemin en forme de C est matérialisé par une surface de guidage 73, circulaire, interrompue uniquement par une fente 74 bordée par deux cylindres 75, 76. Le brin extérieur 71 de la bande sans fin 7 épouse la surface de guidage 73 ; il pénètre par la fente 74 en passant sur le cylindre 75 pour décrire à l'intérieur sous la forme du brin 71, un chemin épousant de façon aussi rapprochée que possible, le brin extérieur 71 ou sa surface de guidage 73, afin de laisser à l'intérieur du brin intérieur 72, un volume dégagé aussi grand que possible pour recevoir le tambour émetteur 10. De manière avantageuse, le brin intérieur 72 s'appuie et glisse sur la surface de guidage circulaire 77. La fente 74 est très réduite et le brin extérieur 71 ou sa surface de guidage 73 forment un tracé circulaire pratiquement fermé. En effet, le brin extérieur 71 constitue la surface de support recevant les spires de ruban 2. Cet enroulement de spires de ruban 2 constitue une réserve 8 : la spire extérieure commence par la partie de ruban 21 arrivant sur la réserve ; la spire intérieure, directement située sur le brin extérieur 71 du ruban 7 quitte la réserve 8 par la partie de ruban 22 traversant la fente 74. Pour faciliter l'interprétation des figures et notamment de la figure 2A, on a représenté la réserve 8 à une certaine distance de l'équipage 6 et en particulier du brin ex térieur 71 ; ce dernier est montré lui-même au-dessus et non en contact avec la surface de guidage 73. En réalité, le brin extérieur 71 est appliqué sur la surface de guidage 73 et la réserve 8 est directement en contact avec le brin extérieur 71. Il convient également de remarquer que le brin extérieur 71 ne glisse jamais par rapport à la spire intérieure de la réserve, mais toujours à la même vitesse (nulle ou non nulle) que celle-ci. Par contre, le brin extérieur 71 glisse sur la surface de guidage 73. En pratique, cette surface de guidage 73 peut être bordée par deux bords relevés pour éviter que les spires de ruban, en général en matière plastique ou autre matière relativement glissante, ne puissent tomber de leur enroulement. Il convient de remarquer que la bande sans fin 7 peut être fixe par rapport à l'équipage 6 et dans ce cas, les cylindres 75, 76 ne tournent pas. La bande 7 peut également tourner et dans ce cas, les cylindres 75, 76 tournent aussi. En principe, les deux cas se distinguent par le blocage des cylindres 75, 76 dans le premier cas et leur déblocage permettant la rotation dans le second cas. En pratique, s'il y a bien blocage des cylindres dans le premier cas, leur déblocage seul ne suffit pas à cause des frottements des différents éléments de l'installation, aussi faut-il entraîner les cylindres dans le second cas. Le but du tambour récepteur 5 étant de recevoir du ruban pour le stocker temporairement, il convient de distinguer clairement trois moyens composant le tambour 5 pour faciliter la description de l'invention - la réserve 8 : elle tourne dans le sens de la flèche A pour recevoir le ruban 2 (partie de ruban 21) arrivant à la vi tesse de défilement V1 : suivant le cas le ruban 2 (22) se dévide ou non de la spire intérieure de la réserve 8 - l'équipage récepteur 6 formé de la bande 7 et des cylindres 75, 76, tourne globalement autour de 1 'axe O reste fixe par rapport l'axe O - la bande 7 peut tourner sur son chemin (les cylindres 75, 76 tournant éga lement) rester fixe. Les trois moyens peuvent rester fixes les uns par rapport aux autres et tourner globalement avec le tambour 5 autour de l'axe O ; ils peuvent également tourner les uns par rapport aux autres, certains des moyens ayant une vitesse absolue nulle. Ces différents cas seront décrits ci-après et ils correspondent aux cas de fonctionnement reel du tambour récepteur 5. - Mode d'accumulation : le tambour reçoit du ruban (2). Le tambour 5 tourne globalement selon la flèche A autour de l'axe O ; l'équipage 6 est fixe par rapport au tambour 5 et la bande 7 est immobile par rapport au tambour 5. Le ruban 2 (21) s'enroule sur le tambour 5 c'est-àdire le brin 71 du ruban 7, il s'accumule en constituant la réserve 8. Le ruban ne peut être dévidé de l'intérieur de la réserve 8 ; la partie de ruban 22 est à une vitesse fixe par rapport au tambour. - Mode de transfert : le tambour 5 fournit du ruban (2). L'arrivée de ruban 2 (21) est arrêtée ; le tambour 5 est fixe, c'est-à-dire que la réserve 8 est fixe, immobile. La réserve 8 est dévidée de l'intérieur par l'extraction de la partie de ruban 22. Pour cela, l'équipage 6 tourne par rapport à la réserve 8 : le brin extérieur 71 reste fixe, mais les cylindres 75, 76 tournent sur eux-mêmes et autour de l'axe O ; le brin intérieur 72 défile également. La fente 74 tourne alors autour de l'axe O et le ruban 22 se dévide de l'intérieur de la réserve 8. - Mode de réception avec transfert : le tambour 5 reçoit et fournit du ruban. Dans ce cas, le ruban 2 (21) arrive à la vitesse V1 non nulle (supérieure également inférieure à la vitesse d'alimentation V3 de la machine 3). Le tambour, c'est-à-dire l'équipage 6 tourne autour de l'axe O dans le sens A, c'est-à-dire que les cylindres 75, 76 tournent autour de l'axe O, mais en même temps la bande 7 défile dans le sens de la flèche A pour dévider la réserve 8 par l'intérieur. La réserve 8 augmente, reste stable ou diminue suivant la différence des vitesses d'arrivée et de dévidage. La figure 2B facilite la compréhension du fonctionnement du tambour récepteur 5 dont elle montre une position légèrement différente correspondant au dévidage de la réserve 8 par l'équipage mobile 6. Selon la figure 3A, le tambour émetteur 9 a une structure voisine de celle du tambour récepteur. Le tambour émetteur 9 est placé coaxialement (axe O) à l'intérieur du tambour récepteur 5, à la place laissée libre par le brin de retour 72 de la bande sans fin 7 (figure 7). Le tambour émetteur 9 est fixe. I1 comprend un équipage d'émission 10, fixe, formé par une bande sans fin 11 décrivant un chemin en forme de C. Ce chemin se compose d'un brin extérieur 110 et d'un brin intérieur 111 ou brin de retour. Le brin extérieur 110 suit un guide circulaire 112 interrompu par une fente 113 pour permettre au brin extérieur 110 de rejoindre le brin intérieur 111. La fente 113 est bordée par deux cylindres 114, 115 autour desquels passe la bande 11. Ces cylindres sont mobiles en rotation autour de leur axe, mais ils ne tournent pas autour de l'axe O. Le brin intérieur 111 est avantageusement soutenu par des rouleaux ou mieux par une surface de guidage circulaire 116. L'équipage d'émission 10 comporte également une tige 13 de sortie recevant la bande 25 dévidée de la spire intérieure 24 de la réserve 12 pour fournir la bande 26 à la machine 3. La structure et le fonctionnement du tambour émetteur 9 sont plus simples que ceux du tambour récepteur 5. En effet, l'équipage d'émission 10 reste fixe dans l'espace et seule la bande 11 tourne à la vitesse à laquelle le ruban doit sortir de l'accumulateur. Le ruban arrive sur le tambour d'émission par la partie 23 s'enroulant sur la ou les spires de la réserve 12 tournant dans le sens de la flèche C, l'entraînement en rotation étant fait par la circulation du ruban 11 lui-même entouré par le ou les cylindres 114, 115. Mais en même temps que l'équipage 10 enroule de la bande sur la réserve 12, il en prélève également en dévidant la réserve 12 par l'intérieur et en extrayant du ruban à travers l'intervalle 113. Dans la mesure où la partie de ruban 23 arrive sur la réserve 12 au même endroit, comme l'équipage 10 est fixe, la réserve 12 n'augmente ni ne diminue. Toutefois, suivant les vitesses relatives et la phase de fonctionnement de l'accumulateur tampon, la partie de ruban 23 dévidée du tambour récepteur 5 peut se déplacer comme le montre la position représentée à la figure 3B. Le brin extérieur 110 ou brin récepteur reçoit le ruban 23 pour former une réserve d'émission 12 composée d'un certain nombre de spires. Comme précédemment, par convention, la réserve d'émission 12 n'est pas représentée directement accolée au brin extérieur 110 mais en laissant un certain intervalle. En réalité, le tambour de réception et/ou son équipage mobile 6 tournent autour du tambour d'émission 9 et la différence de vitesse avec la vitesse de rotation de la réserve 12 augmente ou diminue le volume de cette réserve 12. En fait et de manière schématique, la réserve de ruban est transférée du tambour de réception 5 au tambour d'émission 9 qui assure l'alimentation de la machine pendant le changement de bobine. De façon non représentée, le tambour de réception 5 et le tambour d'émission 9 comportent des moyens d'entraînement et de commande assurant l'entraînement en rotation et l'asservissement des différents moyens mobiles à des vitesses de consigne, les uns par rapport aux autres pour réaliser le fonctionnement de l'accumulateur tampon selon l'invention. Les moyens d'entraînement peuvent être des moteurs distincts, associés aux moyens ou groupes de moyens d'entraînement des tambours, mais également des moteurs combinés à des différentiels. Les moyens d'asservissement sont combinés à des moyens de détection et de mesure commandant les moyens d'entraînement pour constituer la réserve de ruban sur le tambour récepteur en fonction par exemple du temps nécessaire à chaque bobine, puis le commandent à des différentes vitesses relatives pour faire passer la réserve sur le tambour d'émission et alimenter sans interruption ni ralentissement, la machine. Le fonctionnement de l'accumulateur tampon sera répété brièvement ci-après en s'appuyant sur la figure 1 qui combine toutes les parties de l'accumulateur tampon. Le ruban 2 passe de la spire intérieure de la réserve de réception (spire intérieure portant la référence 22), à travers la fente 74 en passant par exemple sur le cylindre 76 pour arriver par le segment de ruban 23 sur la réserve d'émission 11. De la même manière, la réserve d'émission 12 est dévidée par l'intérieur de la réserve, par la spire portant schématiquement la référence 24. Le ruban passe dans l'intervalle 113 de l'équipage d'émission 10, assure le passage entre le brin extérieur et le brin intérieur. En sortie, la bande passe sur un guide 13 qui dévie le tronçon 25 du ruban pour lui donner la direction du tronçon 26 allant vers la machine de traitement 3. En marche normale, l'accumulateur tampon fonctionne de la manière suivante A partir de la bobine 1, le ruban 2 est dévidé à la vitesse de défilement V1 sur le tambour récepteur 5 qui tourne autour de l'axe O. L'équipage 6 tourne à l'intérieur du tambour 6 de façon que la bande sans fin 7 puisse dévider la spire intérieure de la réserve 8. Le ruban 23 arrive sur la réserve d'émission 12. Cette réserve est elle-même entraînée en rotation par la circulation de la bande sans fin 11 qui, en même temps, dévide la spire intérieure (parties de bande 24, 25) pour alimenter la machine 3. En marche normale ou régime stationnaire, les vitesses V1, V2, V3 sont égales. Il n'y a pas augmentation ni diminution des réserves 8 et 12. Par contre, pour constituer la réserve de réception, le tambour extérieur 5 tourne plus rapidement pour dévider la bobine d'alimentation 1, à une vitesse V1 supérieure à la vitesse V3 d'utilisation du ruban par la machine 3. Le choix de la vitesse V1 par rapport à la vitesse V3 est fait pour gagner le temps nécessaire au changement de bobine. Lorsque la bobine 1 est vide, on arrête le tambour 5 ; la vitesse de défilement V1 du tronçon 21 de ruban est annulée ; le ruban 21 est arrêté. Pendant ce temps, la réserve 8 continue d'être dévidée de l'intérieur par la rotation de l'équipage 6. Cette rotation de l'équipage 6 est telle que la vitesse du brin extérieur 71 en contact avec la spire intérieure de la réserve de réception 8 soit nulle ; comme la réserve 8 ne tourne pas, le brin extérieur 71 est lui-même fixe ; l'équipage 7 tourne avec ses cylindres 75, 76 à l'intérieur du brin extérieur 71 fixe. La fente 74 et les galets 75, 76 se déplacent autour de l'axe O. Pendant ce temps, l'équipage d'émission continue de dévider la réserve d'émission 12 en prenant la spire intérieure 24. Par définition, les réserves 8 et 12 s'échangent progressivement puis les opérations recommencent avec la nouvelle bobine. Suivant la nature des matières constituant les rubans, la longueur des bobines, etc., on peut choisir un fonctionnement de l'accumulateur avec une marche normale entrecoupée à l'approche de la fin de la bobine d'alimentation par une marche plus rapide pour charger la réserve de réception puis faire passer cette réserve de réception sur la réserve d'émission. Il est également possible de ne pas fonctionner en marche normale mais en marche accélérée pour dévider la bobine d'alimentation, dès la reprise du fonctionnement du tambour ex térieur pour disposer d'une marge de sécurité plus importante pour le changement des bobines. REVENDICATIONS 10) Accumulateur tampon destiné à être monté dans une ligne de traitement utilisant un produit en forme de ruban fourni par une bobine et alimentant la machine de traitement sans interruption pendant le changement de bobine, caractérisé en ce qu'il comprend A) un tambour récepteur (5) rotatif, - muni d'un équipage récepteur (6), rotatif par rapport au tambour (5) formé d'une bande sans fin (7) décrivant un chemin circulaire en C, par son brin extérieur (71) et laissant un intervalle d'entrée (74) pour former une réserve (8) d'enroulement recevant le ruban sur sa spire extérieure et le dévidant par sa spire intérieure, en passant par l'intervalle (74), - la bande sans fin (7) étant mobile par rapport à l'équipage (6), B) un tambour émetteur (9), fixe, muni d'un équipage d'émission (10), fixe, - formé d'une bande sans fin (11) mobile décrivant un chemin circulaire en forme de C, suivi par le brin extérieur (110) avec intervalle de passage (113) pour former sur le brin extérieur (110) une réserve (12) d'enroulement recevant le ruban sur sa spire extérieure et le dévidant par sa spire intérieure en passant par l'intervalle (113). C) le tambour émetteur (9) étant placé coaxialement à l'intérieur du tambour récepteur (5), D) des moyens d'entraînement et de commande pour entraîner l'équipage récepteur (6) et/ou les bandes de réception(7) et d'émission(ll), E) le chemin suivi par le ruban dévidé d'une bobine (1) passant sur le tambour de réception (5) pour former les spires cons tituant une réserve de réception (8) sur le brin extérieur (71) de la bande (7) de l'équipage récepteur (6), la spire intérieure de cette réserve (8) se dévidant à travers la fente (71) de l'équipage récepteur (6) et passant sur le tambour d'émission(9) pour former sur le brin extérieur de l'équipage d'émission (10), des spires constituant une ré serve d'émission (12) dont la spire intérieure est dévidée pour être extraite à travers la fente (113) de l'équipage d'émission (10) et alimenter la machine (3), - la réserve de réception (8) étant formée pendant le dévidage de la bobine (1) pour constituer une réserve de temps nécessaire au changement de bobine, - cette réserve de réception (8) étant transférée à la réserve d'émission (12) pendant l'arrêt de l'alimentation de la réserve de réception (8) au cours du changement de bobine (1). 20) Accumulateur tampon selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipage récepteur (6) et/ou émetteur (9) comprend une surface de guidage (73, 112) en forme de cercle interrompu par une fente (74, 113) bordée par des cylindres (75, 76, 114, 115) formant le chemin circulaire en C pour le brin extérieur (71,110) de la bande (7,11), le brin intérieur (72, 111) pénétrant à travers la fente (74,113) à l'intérieur de la surface de guidage pour suivre son contour intérieur. 30) Accumulateur tampon selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'équipage récepteur (6) et/ou émetteur (9) comprend une surface de guidage (77,116) pour soutenir le brin intérieur (72,111) du ruban. 40) Accumulateur tampon selon la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces de guidage (73,112) sont munies de bords pour former un chemin recevant le brin extérieur (71,110) des rubans sans fin (7,11) et les réserves (8,12).