Brevet FR2977869A1 — publié le 20130118

i Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation de fabrication de manchons étirables ou rétractables à partir d'une bande de matière plastique par soudage au laser pour habiller un produit avec un manchon. Etat de la technique Il est connu de façon générale de manchonner des produits en appliquant un manchon étirable ou rétractable sur le produit. Le manchonnage se fait dans une installation de manchonnage dans laquelle les io produits venant du conditionnement (mis en boîte ou dans un récipient) arrivent sur une ligne de défilement et passent sous le poste de manchon-nage qui applique les manchons sur les produits les uns à la suite des autres. Les manchons peuvent être débités d'une gaine préparée, 15 préimprimée et qui est simplement découpée à la hauteur du manchon. Le tronçon de gaine ainsi découpé est pris par des conformateurs qui ouvrent le tronçon de gaine, l'étirent le cas échéant et le placent sur le produit. Il existe également des essais pour souder les manchons directement sur le produit à manchonner. Une telle installation est toutefois 20 d'une grande complexité et ne permet aucune souplesse d'adaptation aux différentes variantes de produits à manchonner et des manchons à appliquer sur les produits. Cette réalisation du manchon directement sur le produit en cours de défilement, pose également de multiples problèmes de réglage 25 sans compter ceux qui sont nécessaires en cas de changement de taille du manchon But de l'invention La présente invention a pour but de développer une installation de fabrication de manchons ainsi qu'une installation de pose de 30 manchons équipée d'une telle installation de fabrication de manchons, qui soit d'une réalisation particulièrement simple et économique et offre une grande souplesse d'adaptation à différentes dimensions de manchons, c'est-à-dire non seulement la hauteur des manchons, mais également le développement du manchon en fonction de la périphérie du produit à 35 manchonner. 2 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne une installation de fabrication de manchons étirables ou rétractables, du type défini ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comprend : A- une unité d'alimentation fournissant un segment de bande de longueur adaptée à celle du manchon, B- une unité de préparation pour la mise en place du segment de bande sur un support de soudage, * par recouvrement des bords de la bande à souder sur une zone de io soudage linéaire du support, * la zone de soudage du support comprenant : ** une bande de support, ** une bande souple couvrant la bande de support rigide, ** un presseur transparent au faisceau laser et couvrant la zone 15 de soudage avec interposition des deux bords à souder pour les serrer l'un contre l'autre avec appui sur la bande souple, C- une unité de soudage laser avec un axe de soudage fixe pour le fais- ceau laser, et D- un dispositif de transfert pour déplacer le support de soudage chargé 20 du segment de bande à souder entre l'unité de préparation et l'unité de soudage pour faire passer la zone de soudage du support dans l'axe du faisceau de soudage et réaliser la soudure des deux bords superposés. Cette installation a l'avantage d'une très grande simplicité de réalisation permettant l'intégration de cette installation dans des instal- 25 lations de manchonnage existantes, en remplacement de l'installation de découpe de manchons à partir d'une gaine. L'installation permet d'utiliser des films ou bandes étirables ou rétractables, dans les mêmes conditions pratiquement de fonctionne-ment et sans nécessiter de transformation. 30 La longueur de développement du manchon est également adaptée de manière très simple puisqu'il suffit de régler le support qui reçoit le segment de bande en fonction de la longueur de ce segment, c'est-à-dire du développement du manchon à réaliser. Cela ne nécessite pratiquement aucune transformation de 35 l'installation et du ou des support(s) qui reçoivent les segments de bande et servent à les faire passer dans l'unité de soudage. L'installation évite non seulement les réglages complexes, mais présente un temps de fonctionnement très court, qui ne ralentit pas la vitesse de défilement des pro- 3 duits dans l'installation de manchonnage sur la ligne de manchonnage. La vitesse de fonctionnement de l'installation de fabrication de manchons est d'autant plus grande que certaines opérations se font en temps caché, en parallèle à d'autres. Ainsi, la mise en place d'un segment de bande sur le support se fera pendant qu'un manchon est soudé ou qu'un autre manchon est prélevé d'un support de soudage en amont. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'unité d'alimentation fournit le segment de bande dans la direction transversale io à la direction du support de soudage. Cela permet d'envelopper facilement le support de soudage avec le segment de bande. Mais l'unité d'alimentation peut également fournir le segment de bande dans la direction du support ou la direction de transfert du support de soudage. Dans ce cas, il est avantageux de faire pivoter le sup- 15 port à souder, de 90° pour compenser ce changement de direction d'ali- mentation. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le dispositif de transfert comprend un chariot commandé par un actionneur et mobile sur un chemin de guidage, le chariot portant le support. 20 De façon très avantageuse, le support est relié au chariot par un axe ou un pivot. Cela permet d'adapter la position de réception du segment de bande sur le support en fonction de la direction d'arrivée du segment de bande, direction qui dépend elle-même de l'orientation choisie pour 25 l'unité d'alimentation. Cette disposition de l'unité d'alimentation, encombrante du fait de la bobine fournissant la bande, pourra être adaptée selon les possibilités d'installation sur une installation existante ou la place disponible pour recevoir cette installation de fabrication de manchons. Comme par ailleurs, l'axe du faisceau du laser de soudage 30 est fixe, on évite la cinématique liée au guidage du faisceau laser sur une ligne de soudage qui serait, elle, fixe. Cela permet d'adapter par exemple la longueur de la ligne de soudage ou le temps de soudage instantané en fonction de la hauteur du manchon et autres paramètres qui, de manière générale, se régleront par les paramètres de fonctionnement de l'unité de 35 transfert sans nécessiter de modifier le fonctionnement du laser. L'ensemble des commandes se fait très simplement à partir d'une unité de commande propre à l'installation de fabrication de manchons et de préférence reliée à la centrale de commande de l'installation 4 de pose de manchons ou l'installation encore plus générale de fabrication des produits suivie de la ligne de manchonnage. Suivant une autre caractéristique, le support de soudage, plat, est relié au chariot par un actionneur permettant de translater le support de soudage et le mettre en position de chargement du segment de bande à côté du chariot, permettant ainsi de s'adapter facilement à la di-rection d'arrivée du segment de bande, c'est-à-dire la position d'installation de l'unité d'alimentation. Cette disposition permet de choisir également un autre io angle d'arrivée du segment de bande que la direction traditionnellement horizontale ou verticale, et cela pour une adaptation encore plus avantageuse de l'installation dans un encombrement disponible. La mise en place du segment de bande sur le support de soudage peut se faire avant la coupe du segment de bande en fixant l'ex- il trémité avant sur le support la bande continuant à se dévider pendant que le support de soudage quoique constitué par un élément essentiellement plat ou plan, continue d'enrouler le segment de bande jusqu'à ce que son autre bord soit fixé et chevauche le premier bord mis en place. Le segment de bande est alors maintenu par les différents moyens équipant le sup- 20 port. Parmi ces moyens qui peuvent tenir provisoirement le segment de bande sur le support, il y a des baguettes de maintien ou des dis-positifs d'aspiration, qui plaquent au moins partiellement le segment de bande sur le support. 25 Suivant une autre caractéristique avantageuse, le support de soudage a des dimensions réglables ou adaptables en fonction de la longueur et/ou de la hauteur du manchon à fabriquer. Un tel support peut être réglable ou être remplacé facilement par un autre support de dimensions appropriées. Ces différentes adaptations nécessitent des inter- 30 ventions très simples ou des changements de supports, opérations en soi extrêmement simples du fait de la simplicité de la réalisation des supports. Suivant une autre caractéristique avantageuse, pour réduire le temps nécessaire au soudage et rendre l'opération plus efficace, la 35 zone de soudage est chauffante. Cela peut se réaliser soit en rendant chauffante la bande de support et la bande souple ou seulement l'une ou l'autre des deux bandes. Enfin, l'invention concerne une installation de pose de manchons sur des produits, installation équipée d'une installation de fabrication de manchons étirables ou rétractables. Dans le cas de manchons rétractables, la ligne de man- 5 chonnage est complétée par un poste de rétraction pour appliquer ferme-ment le manchon sur le produit sur lequel le manchon a été déposé. Dans le cas d'un manchon étirable, les conformateurs ouvrent et tirent le manchon, puis le libèrent sur le produit de sorte que le manchonnage est alors terminé. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation d'une installation de fabrication de manchons étirables ou rétractables, représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma bloc de l'installation de fabrication de manchons associée à une ligne de pose de manchons sur les produits, - la figure 2 est une vue de face d'un support de soudage, - la figure 3 est une vue en coupe du support de soudage de la figure 2, - les figures 4A, 4B, 4C montrent une variante de réalisation d'une ins- tallation de fabrication de manchons recevant la bande dans la direc- tion perpendiculaire à la direction d'alimentation du mode de réalisation précédent : * la figure 4A montre la phase initiale de la fourniture d'un segment de bande, * la figure 4B montre le segment de bande enveloppant le support, * la figure 4C montre le support en position de transfert dans l'unité de soudage. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention concerne une installation de fabrication 100 de manchons M étirables ou rétractables destinés à être posés sur des produits P tels qu'une bouteille, une boîte ou autres pro-duits emballés, défilant sur une ligne 210 dans une installation de manchonnage 200 représentée schématiquement par des conformateurs 220, recevant le manchon soudé MS pour le déployer et le poser sur le produit à manchonner P. L'installation 100 se compose d'une unité d'alimentation 110 recevant une bobine 111 de bande de matière plastique destinée à la fabrication des manchons M. Cette bande B peut être étirable ou rétrac- 6 table. L'unité d'alimentation 110 se compose d'un dispositif de dévidage 112 recevant une bobine 111 et coupant un segment de bande SB de longueur correspondant au développement du manchon à réaliser M. L'unité d'alimentation 110 fournit le segment de bande SB à une unité de préparation 120 mettant en place le segment de bande SB sur un support de soudage 121 pour alimenter l'unité de soudage 140. L'installation 100 est gérée par une unité de commande 150 reliée ou intégrée à la centrale de commande 230 de l'installation de manchonnage 200 équipée de l'installation de fabrication de manchon 100. io L'unité de préparation 120, comporte un support de soudage 121, plat, autour duquel est enveloppé à plat le segment de bande SB de façon que les bords à souder SB1, SB2 soient superposés. Dans ce schéma, pour clarifier la présentation, par convention, les bords du segment de bande sont décalés en hauteur mais il ne 15 s'agit là que d'une liberté de tracé; en réalité, les bords sont au même ni- veau. Les figures 2 et 3, montrent un exemple de support de soudage 121 comportant une zone de soudage 122 entourant la ligne de soudage LS. La zone de soudage 122 se compose d'une bande de support 20 rigide 123, couverte par une bande souple 124. La bande de support 123 et/ ou la bande souple 124 sont chauffantes de manière à être à une température de fonctionnement, légèrement inférieure à la température de fusion de la matière de la bande dans laquelle on réalise le manchon M pour faciliter le soudage. Le chauffage peut être réalisé par une résistance élec- 25 trique intégrée dans la bande de support 123 et/ou dans la bande souple 124 couvrant le support 121. La température de la zone de soudage 122 ainsi définie, est régulée. La zone de soudage 122 comprend également un presseur 125 transparent au faisceau laser utilisé pour le soudage. Ce presseur 30 125 est par exemple réalisé en un verre spécial tel qu'un verre ZnSe. Le presseur 125 destiné à se plaquer au-dessus des deux bords SB1, SB2 de la bande à souder BS fait partie du support de soudage 121. La figure 2 est une vue de face du support de soudage 121 représenté seul, le contour d'un segment de bande à souder SB étant es- 35 quissé par un trait léger. Le support 121 se compose d'un châssis ou d'une plaque portant la bande de support rigide 123, chauffante ou non, couverte par la bande souple 124 elle aussi chauffantes ou non. La bande de support et la bande souple sont solidaires du support de soudage. 7 Le support 121 comporte deux baguettes de maintien 126, par exemple pivotantes autour d'un axe d'articulation 127 de façon qu'une fois le segment de bande SB installé autour du support 121, à plat, les deux baguettes 126 retiennent la bande, les deux bords SB1, SB2 se che- r vauchant au-dessus de la zone de soudage 123. Les deux bords sont en-suite couverts par le presseur 125 lui aussi est de préférence relié de manière articulée au support 121. Le support 121 est relié à un dispositif de transfert 130 par un chariot 131 guidé sur un chemin de guidage formé par les rails 132 ou io des colonnes de guidage pour passer dans l'unité de soudage 140. Le support de soudage 121 est avantageusement constitué par un cadre de dimensions réglables pour s'adapter à la dimension (longueur développée) du manchon à réaliser de façon que segment de bande SB puisse envelopper les deux bords du support et être bien tenus pour 15 les déplacements et l'opération de soudage en même temps que le manchon est tenu par le presseur 125. Selon une autre variante de réalisation, le support 121 comporte des zones à dépression, permettant de fixer la bande à souder par simple dépression avant la mise en place des baguettes de maintien 20 ou à la place de ces baguettes. A la figure 1, l'unité de soudage laser 140 se compose d'un laser 141 dont l'axe du faisceau 142 est fixe. Il est représenté par un trait plein reliant le laser au point de soudage 143 figuré par un triangle sur la ligne de soudage LS. 25 Le support de soudage 121 est monté sur un dispositif de transfert 130 schématisé par les deux rails 132 et l'actionneur 133 relié au chariot 131 du support 121 et dont l'axe yy traverse l'unité de préparation 120 et l'unité de soudage 140. Cet axe yy correspond à la ligne de défilement au point de soudage 143 pour former le manchon. 30 Le dispositif de transport 130 déplace le support de soudage 121 entre l'unité de préparation 120 du segment de bande SB avec les bords SB', SB2 qui se recouvrent et sont appliqués l'un contre l'autre par le presseur 125 et l'unité de soudage 140. Dans l'unité de soudage 140, le dispositif de transport déplace le support de soudage 121 à la vitesse ap- 35 pliquée par le soudage et de façon que la ligne de soudage LS passe sous le point de soudage 143 à l'intersection de l'axe fixe du faisceau laser 142 pour souder en continu les deux bords SB', SB2 et former le manchon MS. La vitesse de défilement du support de soudage 121 dans l'unité de sou- 8 dage 140 est commandée en fonction de la matière, c'est-à-dire de la puissance à fournir localement à la matière du segment SB pour la souder. Lorsque le support de soudage 121 a traversé l'unité de soudage 140, le manchon MS est soudé. Il est ensuite prélevé du support de soudage 121 par les conformateurs 220. Puis le support 121 revient dans l'unité de préparation 120 pour recevoir un nouveau segment de bande à souder SB. L'installation 100 selon l'exemple a été décrite ci-dessus avec un seul support de soudage 121 qui se déplace alternativement entre io l'unité de préparation 120 et l'unité de soudage 140. Le mouvement du support de soudage 121 peut être un mouvement circulaire et non alter-natif et le support 121 représente alors un ensemble de supports 121 qui sont chargés successivement d'un segment de bande de matière à souder SB pour passer dans l'unité de soudage 140. 15 Selon une variante, l'installation comporte deux supports de soudage alternants et fonctionnant en temps caché, l'un étant en position de chargement du segment de bande dans l'unité de préparation 120 et l'autre, traversant l'unité de soudage 140 de manière à réduire, voire supprimer pratiquement les temps morts. 20 Le cycle de fonctionnement de l'installation 100 est adapté à la vitesse de pose des manchons. La coordination entre l'installation de fabrication des manchons 100 et la partie de l'installation 200 posant les manchons MS sur les produits P est assurée par l'interaction entre les unités de commande 150, 230. 25 Dans l'installation de fabrication de manchons 100 de l'exemple de réalisation présenté ci-dessus, la bande est étirable longitudinalement et elle arrive dans la direction horizontale xx selon l'orientation de la figure 1 pour être transférée suivant la flèche FH sur le support de soudage 121 et envelopper celui-ci. 30 Selon une variante, le support de soudage 121 est porté par le chariot 131 de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe parallèle à l'axe yy pour la mise en place du segment de bande à souder SB. La bande de matière à souder est ainsi engagée avantageusement sur le support pour y être retenue par son bord avant par une première baguette de maintien 35 126 puis, le support enroule à plat le restant du segment de bande jus-qu'à ce que la zone voisine de l'autre bord de la bande soit passée au-delà de la seconde baguette de maintien 126 qui, une fois rabattue, met en place le segment de bande à souder, à plat, autour du support. 9 La venue en place du presseur 125 complète la mise en place de la bande à souder sur le support plat 121. Les figures 4A-4C montrent une variante de réalisation con-cernant la fabrication de manchons à partir soit d'une bande étirable ion- gitudinalement soit, comme cela sera décrit ensuite, d'une bande étirable transversalement. Selon la variante représentée, l'unité d'alimentation 110 est orientée dans la direction perpendiculaire à celle de la figure 1, c'est-à-dire qu'elle dévide la bande ou fournit les segments de bande dans la direction io yy parallèle à la direction de transfert du support 121 jusque dans l'unité de soudage 140 non représentée ici. L'unité d'alimentation 110 est représentée à côté de l'unité de préparation 120 mais elle pourrait également être superposée à celle-ci, c'est-à-dire se situer dans la direction de l'axe yy. 15 Selon l'exemple représenté, le dispositif de transfert 130 comporte un chariot 131 commandé par un actionneur 133 circulant sur les rails 132 parallèles à l'axe yy et passant de l'unité de préparation 120 à l'unité de soudage 140 et inversement. Le chariot 131 porte le support de soudage 121 par l'inter- 20 médiaire d'un pivot 134 permettant au support 121 de pivoter de plus ou moins 90° par rapport à la direction (yy). Pour repérer l'orientation angulaire du support 121, celui-ci est muni sur le dessin de deux traits en partie haute et en partie basse; selon la figure 4A, dans la position représentée, la bande de soudage 122 25 est horizontale (axe xx). Le support 121 est représenté, décalé transversalement par rapport au chariot 131. Cela peut être réalisé par un dispositif de guidage tel qu'un actionneur 135 par exemple un vérin, permettant de déplacer transversalement le support 121 en combinaison avec son pivotement au- 30 tour du pivot (axe) 134. Si l'unité d'alimentation 110 se trouve alignée dans l'axe yy, ce mouvement transversal n'est pas nécessaire, seul le mouvement de pivotement autour du pivot 134 est nécessaire. Selon la figure 4A, le segment de bande SB fourni par l'uni- 35 té d'alimentation 110 arrive sur le support 121 pivoté de (-90°) pour présenter son côté au segment de bande SB et permettre d'envelopper le support 121 de façon que les bords SB', SB2 se chevauchent sur la zone 2977869 io de soudage 122. Le chevauchement est alors orienté horizontalement selon l'orientation de la figure 4A. La figure 4B montre l'enveloppement du support 121 en position "horizontale" par le segment de bande SB. Ce mouvement d'enve- 5 loppement peut être fait par un mouvement de rotation du support 121 suivant la flèche curviligne R représentée à la figure 4B. Une fois le segment de bande placé autour du support 121 et maintenu sur celui-ci par les moyens non détaillés dans cette figure, comme cela a été décrit à propos des figures 1, 2, 3, le support 121 est io transféré sur le chariot 131 puis pivoté autour du pivot 134 pour venir dans la position pivotée de 90° pour que la ligne de soudage LS soit parallèle à l'axe yy. Ensuite, le support 121 est transféré par l'actionneur 135 dans le poste de soudage 140. La figure 4C montre le support 121 remis sur le chariot 131 15 et pivoté dans la position alignée sur l'axe xx. La suite des opérations se déroule comme dans le premier exemple de réalisation. Selon une autre variante, si la bande 111 est une bande étirable transversalement, elle aura une largeur correspondant au dévelop- 20 pement du manchon y compris des bords qui se chevauchent pour être soudés. La bande arrive alors dans la direction yy sur le support 121 ayant son orientation comme celle de la figure 1 (ou figure 4C), sans nécessiter de pivotement à 90° du support 121. Ces différentes dispositions sont intéressantes en fonction 25 de l'implantation de l'installation de fabrication de manchons 100 sur l'installation de pose de manchons 200 et la place disponible. Selon le cas et pour le même type de bande (étirage longitudinal), la bande arrivera dans la direction horizontale (figure 1) ou dans la direction verticale (figure 4A et suivantes). 30 Dans le cas d'une bande étirable transversalement, si la bande arrive dans la direction horizontale xx, le support 121 sera de préférence pivoté de 90° par rapport à la position représentée à la figure 1 pour recevoir le segment de bande. Si pour ce type de bande, l'unité d'alimentation 110 est orientée dans la direction verticale yy, la bande sera 35 fournie au support comme cela est représenté à la figure 4C. La bande aura dans ce cas une largeur égale au développe-ment du manchon à réaliser. 0 110 111 112 120 121 122 123 io 124 125 126 127 130 15 131 132 133 134 135 20 140 141 142 143 150 25 200 210 220 230 SB 30 SB', SB2 P MS M LS 35 xx YY FH Il NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX installation de fabrication de manchons unité d'alimentation bobine dispositif de dévidage unité de préparation support zone de soudage support rigide bande souple presseur baguette de maintien articulation dispositif de transfert chariot rails actionneur/vérin axe/ pivot actionneur unité de soudage laser axe fixe du faisceau laser point de soudage unité de commande installation de manchonnage ligne de défilement des produits conformateurs centrale de commande segment de bande bord du segment SB produit manchon soudé manchon placé sur un produit ligne de soudage direction horizontale direction verticale flèche horizontale REVENDICATIONS1°) Installation de fabrication de manchons étirables ou rétractables à par-tir d'une bande de matière plastique par soudage au laser pour habiller un produit avec un manchon, installation caractérisée en ce qu'elle comprend : A une unité d'alimentation fournissant un segment de bande (SB) de longueur adaptée à celle du manchon (M), B- une unité de préparation (120) pour la mise en place du segment de bande (SB) sur un support de soudage (121), * par recouvrement des bords (SB1, SB2) de la bande à souder sur une zone de soudage linéaire(122) du support (121), * la zone de soudage (122) comprenant : ** une bande de support (123), ** une bande souple (124) couvrant la bande de support rigide (123), ** un presseur (125) transparent au faisceau laser et couvrant la zone de soudage (122) avec interposition des deux bords à sou-der (SB1, SB2) pour les serrer l'un contre l'autre avec appui sur la bande souple (124), C- une unité de soudage laser (140) avec un axe de soudage fixe (142) pour le faisceau laser, et D- un dispositif de transfert (130) pour déplacer le support de soudage (121) chargé du segment de bande à souder (SB) entre l'unité de prépa- ration (120) et l'unité de soudage (140) pour faire passer la zone de soudage (122) du support (121) dans l'axe (142) du faisceau de soudage et réaliser la soudure des deux bords superposés (SB1, SB2). 2°) Installation de fabrication d'un manchon selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité d'alimentation (110) fournit le segment de bande (SB) dans la direction transversale (xx) au support (121). 3°) Installation de fabrication d'un manchon selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de transfert (130) comprend un chariot (131) commandé par un actionneur (133) et mobile sur un chemin de guidage (132), le chariot portant le support (121). 5 1013 4°) Installation de fabrication d'un manchon selon la revendication 3, caractérisée en ce que le support (121) est relié au chariot (131) par un axe ou un pivot (134). 5°) Installation de fabrication d'un manchon selon la revendication 3, caractérisée en ce que le support est relié au chariot (121) par un actionneur (135) pour translater le support (121) en position de chargement du segment de bande (SB). 6°) Installation de fabrication d'un manchon selon la revendication 1, caractérisée en ce que la zone de soudage (122) est chauffante. 15 7°) Installation de fabrication d'un manchon selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support de soudage (121) est de dimensions réglables. 8°) Installation de pose de manchons sur des produits comportant une 20 installation de fabrication d'un manchon étirable ou rétractable selon les revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu' en aval de l'unité de soudage (140), elle comporte des conformateurs (220) venant s'introduire dans le manchon soudé pour l'enlever du support et 25 déployer le manchon soudé (MS) pour le faire passer sur un produit à manchonner (P).