Brevet FR2923802A1 — publié le 20090522

DISPOSITIF DE TRANSPORT D'UN CORPS CREUX, INSTALLATION POURVUE DE TELS DISPOSITIFS ET PROCEDE DE CONVOYAGE D'UN CORPS CREUX SOLIDARISE A UN TEL DISPOSITIF L''invention se rapporte de manière générale au domaine de fabrication de récipients en matériau thermoplastique obtenus après chauffage et soufflage d'une préforme, et porte plus particulièrement sur un système de convoyage pour une installation de fabrication par soufflage de récipients en matériau thermoplastique à partir de préformes, du type comportant une série de dispositifs de transport qui sont munis chacun d'au moins un organe de préhension destiné à porter une préforme en vue de la faire circuler en position verticale le long d'un parcours, orienté de l'amont vers l'aval, à l'intérieur de l'installation. Ainsi, l'invention s'applique aux installations de traitement en ligne pour la fabrication ou le traitement de récipients en matière thermoplastique telle que du PET, dans lesquelles les corps creux sont déplacés individuellement les uns à la suite des autres à l'aide de dispositifs de transport aptes à maintenir les corps creux par leur col, de manière à laisser leurs corps dégagés en vue de leur chauffage. Toutefois, l'invention peut s'appliquer également dans toute installation où il est nécessaire de déplacer d'un point à un autre un corps creux. De manière courante, une préforme se présente sous la forme générale d'un corps cylindrique tubulaire fermé à une de ses extrémités axiales et prolongé à son autre extrémité ouverte par un col présentant déjà la forme définitive du col du récipient final ainsi qu'une collerette s'étendant sensiblement radialement. Dans la suite de la description, il est entendu par � récipient pourvu d'un col �, tout corps creux présentant un col, à savoir soit des préformes, à partir desquelles sont fabriqués des récipients par soufflage ou étirage-soufflage, soit des récipients ayant leur forme définitive et devant subir un traitement additionnel (tel qu'une étape d'étiquetage ou de remplissage). Dans le cas particulier du transport de préformes, en vue de leur chauffage préalablement à l'étape de soufflage, il est nécessaire de prévoir un dispositif de 2 transfert permettant de prendre une préforme par son col (� vêtissage �) et de la déplacer dans une zone de chauffage, en général dans un four tunnel de conditionnement thermique, dans laquelle son corps doit être chauffé à la température de transition vitreuse de la matière thermoplastique, tout en restant à une température inférieure à la température de cristallisation. Pour réaliser ce transfert, il est prévu des dispositifs de transport munis d'organes de préhension formés d'un mandrin qui est propre à être engagé à l'intérieur du col de la préforme (vêtissage intérieur) et qui maintient cette dernière par pression contre la face interne du col. Il est présenté, dans le document FR 2 706 876 au nom de la Demanderesse, un dispositif de vêtissage intérieur de préformes à partir d'une tête de préhension ayant une extrémité à bague fendue. Selon le même principe du vêtissage intérieur, il est connu, dans le document FR 2 794 109 au nom de la Demanderesse, de réaliser un système de convoyage de préformes formé d'un ensemble d'éléments de transport comprenant chacun un dispositif de préhension muni à son extrémité d'une bague annulaire fendue formée de plusieurs secteurs ; lorsque la bague est engagée intérieurement dans le col d'une préforme, les secteurs sollicités radialement vers l'extérieur par des moyens élastiques sont aptes à prendre appui sur la surface intérieure cylindrique du col. De manière alternative, il est également possible que la préforme soit saisie au niveau de la face externe de son col (vêtissage extérieur), voir par exemple le 25 document FR 2 882 963 au nom de la Demanderesse. Lors du passage de cette préforme dans le four de conditionnement thermique, la préforme subit une rotation sur elle-même afin de permettre un chauffage homogène sur toute la surface extérieure de la préforme. Or, lors du vêtissage d'une préforme, 30 aussi bien intérieur qu'extérieur, il est possible que celle-ci ne soit pas axialement alignée avec la tête de vêtissage. 3 Dans ce cas, du fait du désaxage de la préforme et de son mouvement de rotation sur elle-même, le fond de la préforme est susceptible de venir en contact avec les lampes de chauffage du four en les cassant. Ainsi, afin de prévenir la détérioration des lampes de chauffage du four, il est nécessaire de prévoir un système de dévêtissage des préformes désaxées en entrée du four de conditionnement. Ce système serait également avantageux afin d'éviter de chauffer des préformes qui présenteraient un défaut de conception en entrée du four. De manière plus générale, sur une installation de transport de récipients à col, il est parfois nécessaire de dévêtir les corps creux présentant un défaut, par exemple en sortie de l'unité de soufflage des préformes. Selon l'art antérieur, il est connu de réaliser un système de dévêtissage incluant un actionneur, et tel que cela est par exemple décrit dans le document FR 2 872 805 au nom de la Demanderesse, dans lequel chaque organe de préhension de la préforme est apte à suivre un chemin de came différent dans le cas où l'on souhaite dévêtir la préforme. Ce système, bien que donnant entière satisfaction, est néanmoins complexe à mettre en oeuvre et ne permet pas d'atteindre une cadence élevée de circulation des récipients, le temps de réponse de l'actionneur en vue du dévêtissage étant relativement long. Selon un autre mode de réalisation, afin de dévêtir une préforme désaxée, les têtes de vêtissage sont prévues sur une roue de convoyage présentant une pluralité de têtes de vêtissage aptes à être déplacées verticalement (c'est-à-dire selon une direction sensiblement coaxiale à l'axe de rotation de la roue de convoyage et dirigée vers le haut). Les têtes de vêtissage sont toutes prévues les unes à côté des autres en périphérie de la. roue de convoyage, définissant ainsi un espace intérieur circulaire. De manière préférentielle, il est fixé, sur une partie intérieure des têtes de vêtissage, un galet apte à rouler sur un chemin de came prévu dans ledit espace intérieur circulaire.30 4 Afin de commander le déplacement vertical de la tête de vêtissage, il est prévu des moyens de commande pneumatiques, du type vérin pneumatique, aptes à déplacer verticalement le chemin de came sur lequel roule le galet fixé sur la tête de vêtissage que l'on souhaite relever verticalement, afin de dévêtir la préforme solidarisée à cette tête de vêtissage. Un organe de butée est en effet prévu pour que la collerette de la préforme vienne en butée contre cet organe au moment du déplacement vertical de la tête de vêtissage, la préforme tombant alors par gravité dans un bac de récupération, par exemple. Des moyens de détection optique sont prévus pour déterminer quelles sont les préformes à dévêtir et ainsi quelles sont les têtes de vêtissage à déplacer verticalement. Toutefois, du fait des cadences de production actuelle et donc de la vitesse de rotation de la roue de convoyage, il n'est pas possible de dévêtir uniquement une seule tête de dévêtissage, car, du fait du temps de réponse des moyens pneumatiques de commande, il est nécessaire de dévêtir simultanément plusieurs préformes, et de manière courante trois préformes, chaque groupe de trois têtes de vêtissage successives étant alors relié à un unique galet de roulement apte à suivre le chemin de came commandé par les moyens pneumatiques. Ainsi, lors du mouvement de remontée verticale du groupe des têtes de vêtissage, la collerette de chaque préforme vient en butée contre un organe de butée, ce qui fait que la tête de vêtissage continue à être remontée et que, de par la présence de cet organe de butée, les préformes appartenant au groupe de têtes de vêtissage solidarisées entre elles sont toutes respectivement désolidarisées de la tête de vêtissage et chutent dans un bac de réception des préformes ou alors dans un conduit débouchant dans un tel bac. Ainsi, selon ce mode de réalisation, il est mis au rebut trois préformes, alors qu'il est souhaité d'en dévêtir une seule et ce, même si les deux autres préformes sont correctement solidarisées. Du fait du coût de fabrication des préformes, et afin d'empêcher la mise au rebut de préformes correctement placées sur la tête de vêtissage ou ne présentant aucun défaut, il serait particulièrement intéressant de réaliser un dispositif de dévêtissage de 5 préformes permettant le dévêtissage uniquement de la préforme mal solidarisée ou mal formée, dispositif pouvant être mis en oeuvre à des cadences élevées de circulation des préformes. Il serait également particulièrement intéressant de réaliser un système de dévêtissage pouvant également s'appliquer au dévêtissage aussi bien des préformes mais également à tout type de corps creux. I)e plus, du fait de ce dévêtissage de plusieurs préformes les unes à côté des autres, il existe des espaces libres importants dans la chaîne de convoyage des préformes (trois têtes de vêtissage successives), qui sont néanmoins chauffés lors du passage des dispositifs de convoyages non vêtus d'une préforme dans le four de conditionnement thermique, ce qui résulte en des pertes énergétiques, puisque l'énergie utilisée sert à chauffer des espaces libres et non des préformes, ainsi qu'en des inhomogénéités de chauffage des préformes qui sont adjacentes à cet espace libre. Par ailleurs, une tendance actuelle dans le cadre de la fabrication des préformes tend à diminuer les dimensions de la collerette, qui tend à devenir de moins en moins épaisse et large, d'où des problèmes de dévêtissage de ces préformes quand la collerette ne peut pas venir en butée contre un organe de butée en vue de son dévêtissage. Ainsi, il serait également particulièrement avantageux de réaliser un système de dévêtissage qui ne soit pas dépendant de la taille d'une collerette prévue sur le col du corps creux. Par ailleurs, il serait également intéressant de réaliser un système de vêtissage de 30 préformes permettant d'aseptiser l'intérieur de la préforme. La présente invention propose donc de résoudre les différents problèmes liés à l'art antérieur à l'aide d'un système de dévêtissage de corps creux permettant de dévêtir 6 une seule préforme à des cadences de convoyage élevées et qui ne soit pas dépendant des caractéristiques dimensionnelles de la collerette. Selon un premier de ses aspects, la présente invention porte sur un dispositif de transport d'un corps creux, du type préforme en matière thermoplastique, comprenant un organe de préhension avec une tête de préhension propre à être solidarisée avec le corps creux, dispositif caractérisé en ce que l'organe de préhension présente au moins un alésage débouchant à travers la tête de préhension. Ainsi, selon une première application de l'invention, le corps creux est apte à être désolidarisé de la tête de préhension par injection d'un fluide de soufflage sous-pression dans l'alésage débouchant alors dans le volume fermé qui est formé par le corps creux solidarisé à ladite tête. De manière alternative, l'intérieur du corps creux peut être aseptisé par injection d'un fluide aseptique dans l'alésage débouchant dans le volume fermé qui est formé par le corps creux solidarisé à ladite tête. Afin de limiter les frottements lors de l'injection de fluide dans l'alésage, l'alésage est prévu sensiblement rectiligne à l'intérieur de l'organe de préhension. De manière avantageuse, l'alésage est de forme générale sensiblement cylindrique. De manière à canaliser le fluide injecté dans l'alésage, celui-ci présente une ouverture amont pour l'injection d'un fluide ainsi qu'une ouverture aval dans la tête de préhension, l'ouverture amont présentant un rétrécissement de sa section transversale en direction de l'ouverture aval. Selon un second de ses aspects, la présente invention porte sur une installation de convoyage de corps creux comprenant une pluralité de dispositifs de transport, tels que précédemment caractérisés, circulant alignés les uns à la suite des autres sur une chaîne sans fin, chaque dispositif de transport comprenant un organe de préhension d'un corps creux, installation caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'injection d'un fluide dirigés vers un point de passage d'au moins un alésage formé 7 intérieurement dans un dispositif de transport lors de sa circulation sur la chaîne sans fin. De manière avantageuse, les moyens d'injection se présentent sous la forme d'une 5 buse de soufflage. Afin de déterminer si le corps creux transporté par l'organe de préhension doit être désolidarisé de l'organe par injection de fluide, l'installation comprend des moyens de détection de l'alignement du corps creux avec l'axe principal de préhension de 10 l'organe de préhension. Selon encore un autre de ses aspects, la présente invention porte sur un procédé de convoyage d'un corps creux solidarisé à un dispositif de transport, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'injection d'un fluide à travers au moins un alésage prévu 15 traversant ledit dispositif de transport et débouchant dans le volume intérieur du corps creux solidarisé audit dispositif de transport. Selon une première application de l'invention, le procédé comprend une étape d'injection d'un fluide aseptique. Selon une seconde application de l'invention, le procédé comprend une étape d'injection d'un fluide sous-pression. La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'un exemple uniquement 25 illustratif et nullement limitatif de la portée de la présente invention, et à partir de la figure suivante qui représente une vue en coupe axiale d'un dispositif de transport et de vêtissage d'un corps creux selon l'invention. De manière simplifiée, la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un dispositif 30 1 de transport d'un corps 2 creux, du type préforme en matière thermoplastique. La préforme 2 présente un corps 3 s'étendant de manière sensiblement longitudinale, et un col 4 séparé du corps 3 par une collerette 5 s'étendant selon une direction sensiblement transversale. 20 8 Le dispositif 1 de transport comprend un organe 6 de préhension avec une tête 7 de préhension propre à être solidarisée avec le corps 2 creux, préférentiellement à être solidarisé de manière étanche avec le col 4 du corps 2 creux. Il est représenté sur la figure 1 un vêtissage dit intérieur du corps 2 creux et du type tel que décrit dans le document FR 2 794 109, c'est-à-dire que la tête 7 de préhension est insérée à l'intérieur du col 4 et prend donc appui sur la face interne du col 4. Toutefois, il convient de noter que le principe selon l'invention s'applique également à un vêtissage dit extérieur du corps 2 creux, c'est-à-dire quand la tête 7 de préhension prend appui sur la face externe du col 4, en général en prenant appui sur le filetage 8 du col 4. Selon l'invention, l'organe 6 de préhension présente au moins un alésage 9 débouchant à travers la tête 7 de préhension. Ainsi, selon une première application de l'invention, le corps 2 creux est apte à être désolidarisé de la tête 7 de préhension par injection d'un fluide sous-pression (préférentiellement de l'ordre d'au moins plusieurs bars) dans l'alésage 9 débouchant alors dans le volume 10 fermé qui est formé par le corps 2 creux solidarisé à ladite tête 7, et ce que le volume 10 soit parfaitement étanche ou non. De manière alternative, l'intérieur du corps 2 creux peut être aseptisé par injection d'un fluide aseptique dans l'alésage 9 débouchant dans le volume 10 fermé qui est formé par le corps 2 creux solidarisé à ladite tête 7. De manière générale, il est possible d'injecter tout type de fluide à travers l'alésage 9 présentant une interaction appropriée et/ou une action de traitement souhaitée sur le volume 12 fermé qui est formé par le corps 2 creux solidarisé à la tête 7. L'alésage 9 est donc prévu traversant l'organe 6 de préhension, de manière sensiblement rectiligne à l'intérieur de l'organe 6, de forme générale cylindrique et formé centralement dans l'organe 6, c'est-à-dire qu'en considérant que l'organe 6 de préhension définit un axe X-X principal de préhension, axe X-X par rapport auquel il est déterminé si le corps 2 creux est correctement solidarisé à la tête 7 de préhension et aligné avec celle-ci, alors l'alésage 9 est sensiblement formé de manière coaxiale à l'axe X-X principal de préhension. De manière plus précise, l'organe 6 de préhension comprend un mandrin 11 présentant ladite tête 7 de préhension ainsi qu'une tige 12 de préhension sur laquelle est fixé, préférentiellement de manière amovible, le mandrin 11. L'alésage 9 est donc formé et creusé aussi bien dans la tige 12 de préhension que dans le mandrin 11. Plus précisément, l'alésage 9 présente une ouverture 13 amont pour l'injection d'un fluide ainsi qu'une ouverture 14 aval dans la tête 7 de préhension, l'ouverture 13 amont présentant un rétrécissement de sa section transversale en direction de l'ouverture 14 aval. Ainsi, au niveau de l'ouverture 13 amont, afin de permettre à une quantité maximale de fluide d'être canalisé, dirigé et d'entrer dans l'alésage 9, il est donc prévu que l'ouverture 13 amont présente une section transversale plus grande que la section transversale de la majeure partie de l'alésage 9, et notamment plus grande que la section transversale de l'ouverture 14 aval. Même s'il est représenté sur la figure 1 un dispositif 1 de transport avec un seul alésage 9 central, il est également possible de prévoir plusieurs alésages 9, par exemple disposées concentriquement à l'axe X-X principal de préhension, ou alors de prévoir un alésage 9 se divisant en plusieurs alésages secondaires tous débouchant dans la tête 7 de préhension. La présente invention porte également, selon un second de ses aspects, et de manière plus générale, sur une installation de convoyage de corps 2 creux comprenant une pluralité de dispositifs 1 de transport circulant alignés les uns à la suite des autres sur une chaîne sans fin, de type connu en soi. Dans ce cas, le dispositif 1 de préhension est entraîné en rotation sur la chaîne sans fin par l'intermédiaire d'un pignon 16, de type connu en soi, solidarisé de manière préférentielle sur la tige 12 de préhension.30 10 L'installation de convoyage comprend des moyens 15 d'injection d'un fluide, tel qu'un fluide aseptique ou un fluide de soufflage sous-pression, par exemple à une pression comprise entre 1 et 40 bars, dirigés vers un point de passage d'au moins un alésage 9 formé intérieurement dans un dispositif 1 de transport lors de sa circulation sur la chaîne sans fin. De manière préférentielle, les moyens 15 d'injection se présentent sous la forme d'une buse de soufflage et sont donc dirigés vers un point de passage de l'ouverture 13 amont de l'alésage 9 lors de la circulation des dispositifs 1 de transport sur la chaîne sans fin. Afin d'éviter une perte trop importante du fluide injecté par les moyens 15 d'injection, lesdits moyens 15 sont situées en regard d'un point de passage de l'ouverture 13 amont de l'alésage des dispositifs 1 de transport et ne sont écartés que d'une très faible distance par rapport à cette ouverture 13 amont, par exemple de l'ordre du millimètre, voire quelques millimètres. Selon une application de l'invention, l'installation de convoyage peut comprendre également des moyens de détection (non représentés sur la figure mais de type connu en soi) de l'alignement du corps 2 creux avec l'axe X-X principal de préhension, ce grâce à quoi il est déterminé si le corps 2 creux transporté par l'organe 6 de préhension doit être désolidarisé dudit organe 6 par injection de fluide de soufflage sous-pression. L'invention permet donc, de manière générale, de réaliser un procédé de convoyage d'un corps 2 creux solidarisé à un dispositif 1 de transport, procédé comprenant une étape d'injection d'un fluide à travers au moins un alésage 9 prévu traversant ledit dispositif 1 de transport et débouchant dans le volume 10 intérieur du corps 2 creux solidarisé au dispositif 1 de transport. Selon une forme d'application de l'invention, il est injecté un fluide aseptique à travers l'alésage 9. Alternativement, il est injecté un fluide sous-pression, ce qui permet de désolidariser le corps 2 creux de la tête 7 de vêtissage. 11 Ainsi, de manière résumée, selon une application de l'invention, il est détecté, à l'aide des moyens de détection, si une préforme est désaxée de l'axe X-X ou présente un défaut de fabrication. Il est alors déterminé, à l'aide de moyens calculatoires, quand le dispositif 1 de transport avec cette préforme, et plus précisément son alésage 9, va passer en regard des moyens 15 d'injection de fluide de soufflage, pour ensuite commander l'injection de ce fluide pour dévêtir la préforme (ou n'importe quel corps creux solidarisé sur la tête 7 de vêtissage). Le temps de réponse des moyens 15 d'injection de fluide est nettement plus rapide que les temps de réponse des moyens pneumatiques à piston selon l'art antérieur, ce qui permet de ne dévêtir qu'une seule préforme à la fois. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de transport d'un corps (2) creux, du type préforme en matière thermoplastique, comprenant un organe (6) de préhension avec une tête (7) de préhension propre à être solidarisée avec ledit corps (2) creux, dispositif caractérisé en ce que ledit organe (6) de préhension présente au moins un alésage (9) débouchant à travers ladite tête (7) de préhension. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage (9) est prévu sensiblement rectiligne à l'intérieur dudit organe (6) de préhension. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'alésage (9) est de forme générale sensiblement cylindrique. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'alésage (9) présente une ouverture (13) amont pour l'injection d'un fluide ainsi qu'une ouverture (14) aval dans ladite tête (7) de préhension, l'ouverture amont (13) présentant un rétrécissement de sa section transversale en direction de l'ouverture (14) aval. 5. Installation de convoyage de corps creux comprenant une pluralité de dispositifs (1) de transport, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, circulant alignés les uns à la suite des autres sur une chaîne sans fin, chaque dispositif (1) de transport comprenant un organe (6) de préhension d'un corps (2) creux, installation caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (15) d'injection d'un fluide dirigés vers un point de passage d'au moins un alésage (9) formé intérieurement dans un dispositif (1) de transport lors de sa circulation sur la chaîne sans fin. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens (15) d'injection se présentent sous la forme d'une buse de soufflage. 13 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de détection de l'alignement du corps creux avec l'axe (X-X) principal de préhension dudit organe (6) de préhension, ce grâce à quoi il est déterminé si le corps (2) creux transporté par l'organe (6) de préhension doit être désolidarisé dudit organe (6) par injection de fluide de soufflage. 8. Procédé de convoyage d'un corps (2) creux solidarisé à un dispositif (1) de transport, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'injection d'un fluide à travers au moins un alésage (9) prévu traversant ledit dispositif (1) de transport et débouchant dans le volume (10) intérieur du corps (2) creux solidarisé audit dispositif (1) de transport. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'injection d'un fluide aseptique. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'injection d'un fluide sous-pression.