Brevet FR2943632A1 — publié le 20101001

INSTALLATION ET PROCEDE DE CONDITIONNEMENT DE PIECES SOUS FORME DE BARRETTES L'invention concerne les outillages de conditionnement des pièces à la sortie des machines de production et, plus particulièrement, un procédé et une installation de conditionnement sous forme de barrettes de pièces comportant un évidement traversant. A la sortie des machines de production, par exemple des presses à injecter les thermoplastiques, les pièces, toutes identiques, doivent être conditionnées pour permettre leur transport vers d'autres postes où elles seront assemblées, par exemple, avec d'autres pièces, dans un processus de fabrication. Pour réaliser cette fonction, on connaît des machines, notamment les bols vibrants qui assurent le relevage automatique des pièces en vrac. Toutefois le relevage est rendu difficile dans le cas de pièces qui comportent des formes géométriques complexes et l'enchevêtrement des pièces n'est pas maîtrisable. On connaît également des machines d'empilage des pièces comportant un guidage par l'extérieur de celles-ci. Le guidage se fait au moyen de dispositifs ajourés latéralement ou complètement fermés, tels que des puits, gaines ou étuis. Ces dispositifs ne permettent pas de contrôler totalement la chute des pièces dans le dispositif de guidage, d'où des risques de retournement ou de mise en biais des pièces, ce qui nécessite l'adjonction de dispositifs de contrôle de la chute et de remise en position des pièces mal arrangées. En outre, avec ce type de dispositif, la constitution de piles rigides est complexe car elle nécessite de plonger une forme longue à l'intérieur de chaque dispositif de guidage pour transmettre la pression permettant de serrer les pièces les unes contre les autres. Cette forme, selon sa longueur, est sujette à déformation et/ ou décentrage par le jeu généré par la répétition des mouvements, elle peut même casser. En fin de processus, le dégagement et l'extraction des piles pressées est également complexe, soit il faut dégager du plateau support tous les dispositifs de guidage, de contrôle et de remise en position, soit il faut amener au-dessus de cet ensemble technique très complexe un dispositif permettant d'extraire, par le haut, chaque pile de chaque dispositif de guidage. lo On conçoit qu'un tel outillage soit complexe et donc onéreux et qu'à chaque étape du processus il soit sujet à des dysfonctionnements qui augmentent et le temps et le coût dudit processus. Le but de l'invention est donc de proposer une machine 15 permettant l'empilage des pièces et la constitution simultanée d'un grand nombre de barrettes solides, de façon simple et parfaitement fiable. A cet effet, l'un des objets de l'invention est une installation de conditionnement sous forme de barrettes de 20 pièces comportant un évidement traversant. Cette installation comporte : - Un dispositif d'empilage composé d'une pluralité de broches aptes à recevoir, à coulissement guidé, les évidements des pièces, montées, de façon amovible, dans une plaque 25 support placée au-dessous d'un plateau de chargement pourvu de perçages en face des broches montées sur le support et dans lesquels sont engagées, libres en translation verticale, lesdites broches et un dispositif de manoeuvre en translation verticale du support. 30 Un système de guidage en translation axiale du dispositif d'empilage vers le dispositif de pressage, et inversement, dans le cas ou la zone de chargement est différente de la zone de pressage. Un dispositif de pressage composé d'une plaque d'appui, 35 disposée horizontalement au-dessus du plateau de chargement, munie de perçages traversant aptes à recevoir, à coulissement libre, les broches portées par la plaque support, d'une platine sur laquelle s'exerce la force de compression verticale fournie par un mécanisme approprié et qui est rendue solidaire de la plaque d'appui au moyen de colonnes. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : La section des broches est calculée pour s'adapter à la forme de l'évidement intérieur de la pièce à conditionner en assurant une chute guidée et sans obstacle de ladite pièce le long de la broche. En variante, les broches sont constituées d'un dispositif comportant au moins deux tiges, dimensionnées au diamètre et en écartement en fonction de la forme de l'évidement intérieur de la pièce à conditionner, fixées en partie basse dans la plaque support et avantageusement reliées entre elles au sommet pour maintenir leur écartement et assurer la rigidité de l'ensemble. La plaque support du dispositif d'empilage porte des colonnes engagées, libres en translation, dans le plateau de chargement pour guider le mouvement de translation verticale de la plaque support et des broches par rapport audit plateau. La plaque d'appui du dispositif de pressage comporte des perçages traversant aptes à recevoir, à coulissement libre, les colonnes portées par la plaque support. Le dispositif de pressage comporte des colonnes de guidage de la plaque d'appui traversant, libres en translation, ladite plaque. Un peigne est disposé au voisinage du dispositif d'empilage et entraîné en translation perpendiculairement au déplacement du plateau de chargement pour rassembler les barrettes et les diriger vers une table de stockage adjacente audit plateau. Enfin, l'invention a encore pour objet un procédé de conditionnement pour la mise en oeuvre de l'installation qui comporte les étapes suivantes : - Aménagement, en sortie des outils de fabrication, des pièces à conditionner au dessus du dispositif d'empilage, engagement de l'évidement de chacune des pièces sur une des broches de façon à toujours présenter, à leur réception sur la table de chargement, une face identique sur le dessus de la pile ainsi formée. Transport des broches chargées de piles des pièces au-dessous du dispositif de pressage et compression des piles par ledit dispositif avec une force suffisante pour rendre les pièces de chaque pile solidaires les unes des autres de façon à former une barrette solide. - Retrait du plateau de chargement de la zone de pressage. - Retrait du dispositif d'empilage pour libérer les barrettes. - Rassemblement des barrettes pour les diriger vers une table de stockage adjacente au plateau. En variante du procédé, on effectue une ou plusieurs phases intermédiaires de pressage afin de consolider les piles en cours d'élaboration, et rendre homogène la pression de pressage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre indicatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : ù La figure 1 est une vue de la face supérieure d'un exemple de pièce à conditionner, La figure 2 est une vue de la face inférieure de la même pièce, La figure 3 est une vue de l'installation selon l'invention en position de chargement des pièces La figure 4 est une vue analogue à la figure 3 en position de pressage des pièces, La figure 5 est une vue de côté de l'installation, en position de pressage des pièces, La figure 6 est une vue en coupe axiale du système de 10 chargement des pièces, La figure 7 est une vue en coupe axiale du système de pressage, en phase de pressage des pièces, La figure 8 est une vue analogue à la figure 7, en phase d'amenée des pièces, 15 La figure 9 est une vue de dessus de l'installation. A titre d'exemple, les figures 1 et 2 représentent, respectivement les vues de la face supérieure et de la face inférieure, d'une pièce (1) réalisée par injection et conditionnée par l'appareil selon l'invention. Cette pièce comporte un 20 évidement (2) de forme géométrique complexe pratiqué dans toute l'épaisseur de celle-ci. On conçoit que de telles pièces doivent être conditionnées de façon ordonnée à la sortie de la presse d'injection afin d'éviter leur enchevêtrement. L'installation, telle qu'on l'a représentée sur les 25 figures 3 et 4, comporte deux zones de travail montées sur un bâti (3) commun. La zone (A) est dévolue au chargement des pièces en piles verticales et la zone (B) à la formation des barrettes. La zone (A) de chargement est composée, comme on le 30 voit mieux sur la figure (3, 4 et 6), de broches (4) sur lesquelles sont destinées à s'empiler les pièces (1). Par conséquent, la section de ces broches est déterminée par la forme de l'évidement intérieur (2) de la pièce (1). La forme de la section correspond au périmètre de cet évidement diminué d'un retrait fonction de l'épaisseur de la pièce et réduit à son expression la plus simple possible. Pour cela on détermine les points de contact nécessaires au guidage de la pièce lors de sa chute le long de la broche et on élimine les parties de la forme intérieure pouvant provoquer une accroche. La forme de la section définitive de la broche est alors réduite à partir des seuls points minimaux retenus. Les broches (4) sont montées, avantageusement de façon amovible, dans une plaque support (5) dans laquelle elles sont disposées en ligne et en rangées. La plaque (5) est placée au- dessous d'un plateau (6) pourvu de perçages en face des broches montées sur ladite plaque et dans lesquels sont engagées, libres en translation verticale, lesdites broches. Le fait de monter les broches de façon amovible permet à l'utilisateur de monter d'autre type de broches pour l'empilage d'autres pièces de formes différentes. Avantageusement, le nombre de broches portées par la plaque support est égal au nombre de pièces réalisées en une seule opération par la machine de production. Par exemple, ce nombre correspond à celui des empreintes du moule d'injection. La plaque support (5) porte encore des colonnes (7) engagées, libres en translation, dans le plateau (6) et destinées à guider le mouvement de translation verticale de la plaque (5) et des broches (4) par rapport à ce plateau. Le mouvement de translation vertical de la plaque (5) est assuré par un mécanisme approprié, par exemple un vérin (8). Comme on peut le voir plus particulièrement à la figure 6, sur chacun des deux bords latéraux inférieurs du plateau (6) est encore fixé un profilé (9) en U renversé coopérant avec un rail (10) monté sur le bâti (3) pour constituer un système de guidage en translation axiale du plateau (6) de la zone (A) de chargement vers la zone (B) de mise en forme des barrettes, et inversement. Comme cela est illustré à la figure 7, la zone (B) est composée d'une plaque (11) de pressage disposée horizontalement au-dessus du plateau (6) lorsque celui-ci est amené dans la zone (B), de colonnes de guidage (12) traversant la plaque (11) à travers des conduits (13) d'un vérin (14) dont l'effort de pressage est transmis par une platine (15) à la plaque (11) au moyen de colonnes (16). La plaque (11) comporte des perçages traversants (17 et 18) aptes à recevoir, à coulissement libre, respectivement, les 15 broches 4 et les colonnes (7), portées par la plaque support (5). On précisera que la hauteur des colonnes (16) est calculée pour empêcher le contact des broches (4) avec la platine (15) durant l'opération de pressage. On va maintenant exposer, en liaison avec la description 20 ci-dessus, le processus permettant de mettre en oeuvre l'installation. En sortie des outils de fabrication, les pièces (1) sont amenées, soit manuellement, soit à l'aide d'un dispositif robotisé (non représenté) au-dessus de la zone (A), engagées 25 sur les broches (4) et reçues sur le plateau de chargement (6), de façon à toujours présenter une face (19) identique sur le dessus de la pile. A la fin du chargement des broches (figure 6), le plateau (6) portant lesdites broches, est transporté par 30 translation des profilés (9) sur les rails (10), au-dessous du dispositif de pressage de la zone (B). De préférence, les pièces comportent des moyens de clipsage permettant de les assembler les unes avec les autres, par pressage. Comme représenté sur les figures 1 et 2, l'une des faces (19) des pièces (1) porte, par exemple, des ergots (20) en saillie alors que la face opposée (21) comporte des creux (22) conformés pour recevoir les ergots (20). Ainsi qu'on l'a exposé plus haut, les pièces sont chargées sur les broches, la même face (19) de chaque pièce étant toujours sur le dessus de la pile de sorte qu'elle se trouve en contact avec la face (21) de la pièce immédiatement supérieure, ce qui met les ergots (20) qu'elle porte au contact des creux (22) de ladite pièce supérieure. La platine de pressage (15), commandée par le vérin (14), provoque la descente de la plaque d'appui (11) guidée par les colonnes de guidage (12) sur les broches (4) (figure 7) de sorte que la plaque (11) vient au contact des pièces (1) et, grâce à l'effort de pressage exercé sur celles-ci assure l'engagement des ergots (20) dans les creux (22). Toutes les pièces constituant la pile de chaque broche (4) sont ainsi rendues solidaires les unes des autres (figure 8) et forment une barrette (23) aisément manipulable. A la fin du processus de formation des barrettes, l'ensemble constitué par le plateau (6) et la plaque support (5) est amené dans la zone (A), puis le vérin (8) entraîne vers le bas la plaque (5) portant les broches (4) et les colonnes de guidage (7). Dans le même temps, l'ensemble de pressage est entraîné vers le haut par le vérin (14) libérant le plateau (6) sur lequel restent uniquement les barrettes (23) prêtes à être amenées vers le poste suivant. Un peigne (24) muni d'au moins deux ailes latérales (25) et entraîné en translation par un vérin (26), perpendiculairement au déplacement du plateau (6), rassemble les barrettes (23) pour les diriger vers une table de stockage (27) adjacente au plateau. De préférence, cette table est équipée de rainures (28) pour guider les barrettes en translation. Avantageusement les rainures se resserrent dans le sens d'avancement du peigne pour former un goulot qui permet un rassemblement des barrettes dans le sens transversal. En fin de parcours, les barrettes sont serrées les unes 5 contre les autres en blocs compacts aptes à être recouverts d'un film de conditionnement ou d'un carton d'emballage. La force de pressage exercée sur les piles pour attacher les pièces entre elles est calculée pour permettre ensuite de les détacher, soit manuellement, soit au moyen d'un distributeur 10 automatique. Ainsi, le procédé et l'installation que l'on vient de décrire permettent l'empilage par gravité sur une grande hauteur de pièces identiques, notamment à forme géométrique complexe comportant un vide central traversant, et leur 15 conditionnement en barrettes solidaires et homogènes. Ils permettent également le maintien des piles en cours de constitution et la maîtrise du positionnement de chaque nouvelle pièce empilée. L'installation apporte une grande précision dans le 20 positionnement des pièces et dans la répartition de la force de pressage. Il en découle une plus grande constance dans la qualité des barrettes ce qui procure un avantage pour leur utilisation, notamment avec un appareil à distribution automatique. 25 On a bien compris que les broches (4) permettant de maintenir les pièces lors de leur descente ont une section adaptée à la découpe traversante de la pièce, toutefois elles sont montées de façon amovible dans la plaque support (5), ce qui permet d'adapter facilement l'installation à plusieurs types 30 de pièces. Le système de guidage permet d'utiliser des broches de hauteur importante tout en préservant leur rigidité et la précision de leur positionnement au point haut, les broches ne subissant aucune contrainte mécanique. Ceci assure donc un centrage parfait par rapport aux pièces présentées par la main de préhension du robot de chargement. En outre, le recours à une plaque de pressage à travers laquelle passe les broches permet d'exercer une pression 5 précise sur les piles. Ces propriétés qui éliminent les problèmes de casse ou d'usure dus au décentrage sont essentielles pour le bon fonctionnement et la longévité de l'outillage Bien évidemment l'invention n'est pas limitée au mode 10 de réalisation particulier qui vient d'être décrit, elle comprend tous les équivalents techniques de ces moyens ainsi que leurs combinaisons. C'est ainsi, par exemple, que les pièces peuvent être assemblées entre elles par pincement élastique, agrafage ou 15 tout système d'attache pouvant être mis en oeuvre par une pression adaptée et désolidarisée ultérieurement. En variante, le peigne (24) peut être muni de dents espacées d'un intervalle sensiblement égal à la largeur des barrettes de façon à former autant de rangées qu'il y a 20 d'intervalles lors de leur collecte. Dans un autre mode de réalisation, les broches sont constituées d'un dispositif comportant au moins deux tiges dimensionnées en diamètre et en écartement de façon à constituer un guide interne le long duquel les pièces glissent 25 verticalement, par gravité, pour créer l'empilage. Ces tiges sont fixées en partie basse dans la plaque support et reliées entre elles au sommet pour maintenir leur écartement et assurer la rigidité de l'ensemble. Afin de consolider et d'homogénéiser la pression de 30 serrage des empilages en cours d'élaboration, il est également possible de prévoir une ou plusieurs phases intermédiaires de pressage effectuée(s), éventuellement, à pression inférieure à celle utilisée pour l'opération finale de formation des barrettes. 2943632 Il Selon une variante de réalisation, on pourrait concevoir un dispositif selon lequel la zone de chargement (A) serait confondue avec la zone de pressage (B). REVENDICATIONS1. Installation de conditionnement sous forme de barrettes (23) de pièces (1) chacune des pièces comportant un évidement (2) traversant, tandis que les barrettes sont constituées par un empilage de pièces caractérisée en ce qu'elle comporte : - Un dispositif d'empilage composé d'une pluralité de broches (4) aptes à recevoir, à coulissement guidé, les évidement (2) des pièces (1), montées, sur une plaque support (5) placée au-dessous d'un plateau de chargement (6) pourvu de perçages en face des broches montées sur la plaque (5) et dans lesquels sont engagées, libres en translation verticale, lesdites broches et d'un dispositif (8) de manoeuvre en translation verticale du support (5). Un dispositif de pressage composé d'une plaque d'appui (11), disposée horizontalement au-dessus du plateau (6), munie de perçages traversant (17) aptes à recevoir, à coulissement libre, les broches (4) portées par la plaque support (5), d'une platine (15) sur laquelle s'exerce la force de compression verticale fournie par un mécanisme (14) et qui est rendue solidaire de la plaque d'appui (11) au moyen de colonnes (16). 2. Installation de conditionnement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque support (5) du dispositif d'empilage porte des colonnes (7) engagées, libres en translation, dans le plateau (6) pour guider le mouvement de translation verticale de la plaque (5) et des broches (4) par rapport au plateau (6). 3. Installation de conditionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque d'appui (11) du dispositif de pressage comporte des perçages traversant (18) aptes à recevoir, à coulissement libre, les colonnes (7) portées par la plaque support (5). 4. Installation de conditionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de pressage comporte des piliers (12) de guidage de la plaque d'appui (11) traversant, libres en translation. 5. Installation de conditionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la section des broches (4) est calculée dans ses formes et dans ses dimensions à la forme de l'évidement intérieur (2) des pièces (1) à conditionner en assurant une chute guidée et sans obstacle de ladite pièce le long de la broche. 6. Installation de conditionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les broches sont constituées d'un dispositif comportant au moins deux tiges, dimensionnées en diamètre et en écartement en fonction de la forme de l'évidement intérieur de la pièce à conditionner, fixées en partie basse dans la plaque support (5) et reliées entre elles au sommet pour maintenir leur écartement et assurer la rigidité de l'ensemble 7. Installation de conditionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un peigne (24) est disposé au voisinage du dispositif d'empilage et entraîné en translation perpendiculairement au déplacement du plateau (6) pour rassembler les barrettes (23) et les diriger vers une table de stockage (27) adjacente audit plateau. 8. Installation de conditionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un système de guidage (9, 10) en translation axiale du dispositif d'empilage vers le dispositif de pressage et inversement. 9. Pièces destinées à être conditionnées en barrette par l'installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisées en ce qu'elles comportent des moyens de clipsage permettant de les assembler l'une avec l'autre, lors du pressage. 10. Procédé de conditionnement pour la mise en oeuvre de l'installation selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : Aménagement, en sortie des outils de fabrication, des pièces (1) au-dessus du dispositif d'empilage (4, 5, 6), engagement de l'évidemment (2) de chacune des pièces (1) sur une des broches (4) de façon à toujours présenter, à leur réception sur la table de chargement (6), une face (19) identique sur le dessus de la pile ainsi formée. Transport des broches chargées de piles des pièces au-dessous du dispositif de pressage (11, 15, 16) et compression des piles par ledit dispositif avec une force suffisante pour rendre les pièces de chaque pile solidaires les unes des autres de façon à former une barrette (23) solide. - Retrait des broches (4) et de l'ensemble de pressage pour libérer les barrettes (23). Retrait du plateau de chargement (6) de la zone de pressage. Rassemblement des barrettes (23) pour les diriger vers une table de stockage (27) adjacente au plateau. 11. Procédé de conditionnement selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on effectue une ou plusieurs phases intermédiaires de pressage afin de consolider les piles en cours d'élaboration.