Brevet FR3133554A1 — publié le 20230922

L'invention concerne une station (22) de chauffage de préformes (12) comportant : - un dispositif (28) de convoyage des préformes (12) le long d'un trajet de convoyage comportant des navettes (56) indépendantes comportant chacune un organe (54) de préhension rotatif ; - le trajet de convoyage comportant une zone (Z1) de chauffage et une zone (Z2) de sortie non chauffée ; - un organe (76) flexible sans fin dont un brin (76A) actif s'étend le long du trajet de convoyage et se déplace vers l'aval, un tronçon (48) de chauffage du brin (76A) actif étant en prise avec un pignon (74) pour entraîner l'organe (54) de préhension associé en rotation ; caractérisé en ce que le brin (76A) actif comporte un tronçon d'extrémité aval, dit tronçon (50) de sortie, qui s'étend le long de la zone (Z2) de sortie. Figure pour l'abrégé : Figure 3 STATION DE CHAUFFAGE DE PREFORMES COMPORTANT UN MOYEN DE MISE EN ROTATION DES PREFORMES AU-DELA D'UNE ZONE DE CHAUFFAGE Domaine technique de l'invention L'invention se rapporte à une station de chauffage de préformes pour une installation de production de récipients par formage desdites préformes, la station de chauffage comportant : - un dispositif de convoyage des préformes en file d'amont en aval le long d'un trajet de convoyage, le dispositif de convoyage comportant des navettes indépendantes les unes des autres, chaque navette comportant au moins un organe de préhension d'une préforme monté rotatif sur ladite navette ; - au moins un organe flexible sans fin dont un brin actif s'étend le long du trajet de convoyage, un tronçon de chauffage du brin actif étant en prise avec un pignon de chaque navette pour entraîner un organe de préhension associé en rotation lors de son déplacement le long de la zone de chauffage ; - l'organe flexible sans fin tournant de manière que le brin actif se déplace vers l'aval. Arrière-plan technique Il est connu de réaliser des récipients en matériau thermoplastique par déformation d'une préforme dans une installation de production de récipients. Les préformes présentent généralement un corps sensiblement cylindrique de révolution à paroi tubulaire épaisse qui est fermé à l'une de ses extrémités axiales par un fond à paroi épaisse, et qui est prolongé à son autre extrémité par un col, lui aussi tubulaire. Le col est conformé à sa forme et à ses dimensions définitives tandis que le corps de la préforme, préalablement chauffé, est destiné à subir une déformation relativement importante pour le conformer en récipient lors d'une étape de formage. L'installation de production comporte une station de chauffage qui permet, lors d'une étape préalable de chauffage, de rendre malléable le corps de la préforme par chauffage au-delà d'une température de transition vitreuse. A cet effet, la station de chauffage comporte des émetteurs de chauffage qui émettent des radiations chauffantes et qui sont agencés dans une zone de chauffage. Ensuite, lors de l'étape de formage, la préforme ainsi chauffée est placée dans un moule d'une station de formage qui présente une empreinte de moulage conforme au récipient à obtenir. Un fluide sous pression, tel que de l'air, est alors injecté dans le corps malléable de la préforme afin d'en plaquer la paroi contre l'empreinte du moule. La préforme peut aussi subir une déformation par étirage lors de cette étape de formage. La préforme est ainsi conformée en récipient par un étirage bi-axial, notamment par étirage-soufflage. Tout au long de leur trajet à travers l'installation de production, les préformes sont prises en charge individuellement par des dispositifs de convoyage. Le dispositif de convoyage de la station de chauffage comportent des organes de préhension dont chacun est destiné à saisir le col d'une préforme. L'organe de préhension permet ainsi de faire circuler la préforme dans la station de chauffage. L'organe de préhension permet de faire tourner la préforme autour de son axe principal lors de son déplacement le long du trajet afin de permettre d'exposer la totalité du corps de la préforme au rayonnement chauffant. La préforme ainsi chauffée est ensuite transférée à une roue de transfert suivante. Traditionnellement, pour produire des récipients axisymétriques, le corps de la préforme est chauffé de manière homogène lors de l'étape de chauffage. De ce fait, il subit une expansion qui est homogène dans toutes les directions radiales. La position angulaire de la préforme par rapport au moule qui la reçoit est donc sans importance. Pour obtenir un récipient de section non symétrique de révolution à paroi d'épaisseur homogène par soufflage ou étirage-soufflage, il est connu de chauffer certaines portions angulaires du corps de la préforme à une température supérieure à d'autres portions angulaires de la préforme. Un tel procédé, appelé couramment "procédé de chauffe préférentielle", permet de conférer aux portions plus chaudes des caractéristiques mécaniques permettant un étirage, notamment circonférentiel, plus rapide par rapport aux portions moins chaudes. La forme et la répartition des portions angulaires plus chaudes définissent un profil de chauffage de la préforme. Le profil de chauffage est adapté en fonction de la forme du récipient final à obtenir. Pour obtenir un récipient satisfaisant, il est nécessaire d'indexer la position angulaire de la préforme chaude autour de son axe principal par rapport au moule afin d'orienter correctement le profil de chauffe préférentielle par rapport à l'empreinte du moule. Cependant, lorsque la vitesse de défilement des préformes est très élevée, les préformes subissent une rotation involontaire et aléatoire après leur chauffage. Ceci est notamment dû au fait que les organes de préhension sont libres en rotation sur au moins une partie de trajet après le passage des préformes dans la zone de chauffage. Ce problème oblige à insérer des moyens supplémentaires d'indexation angulaire de la préforme après son chauffage et avant son formage. Une telle solution est donc complexe et onéreuse. En outre, les moyens d'indexation angulaire existants sont un frein à l'augmentation de la vitesse de défilement des préformes. Par exemple dans le cas de dispositifs mettant en œuvre une caméra thermique, la vitesse de défilement des préformes est limitée par le temps d'acquisition de l'image de la caméra. Selon encore un autre exemple, dans le cas d'un moyen d'indexation mécanique, par exemple à base de leviers et de galets liés à l'organe de préhension, une vitesse trop élevée risque d'aller au-delà des limites mécaniques du moyen d'indexation et ainsi d'user prématurément les éléments de contact et de causer ainsi des arrêts fréquents de l'installation de production. Il existe donc un besoin pour orienter les préformes qui soit simple, peu onéreux et qui ne limitent pas la vitesse de défilement des préformes. L'invention propose une station de chauffage de préformes pour une installation de production de récipients par formage desdites préformes, la station de chauffage comportant : - un dispositif de convoyage des préformes en file d'amont en aval le long d'un trajet de convoyage, le dispositif de convoyage comportant des navettes indépendantes les unes des autres circulant en file sur une voie commune, chaque navette comportant au moins un organe de préhension d'une préforme monté rotatif sur ladite navette ; - le trajet de convoyage comportant une zone de chauffage le long de laquelle les préformes sont exposées à des radiations chauffantes émises par des émetteurs de chauffage, et le trajet de convoyage comportant une zone de sortie agencée directement en aval de la zone de chauffage, les préformes se déplaçant le long de la zone de sortie étant sensiblement hors de portée des émetteurs de chauffage ; - au moins un organe flexible sans fin dont un brin actif s'étend le long du trajet de convoyage, un tronçon de chauffage du brin actif étant en prise avec un pignon de chaque navette pour entraîner l'au moins un organe de préhension associé en rotation lors de son déplacement le long de la zone de chauffage - l'organe flexible sans fin tournant de manière que le brin actif se déplace vers l'aval. La station de chauffage selon l'invention est caractérisée en ce que le brin actif de chaque organe flexible sans fin comporte un tronçon d'extrémité aval, dit tronçon de sortie, qui s'étend le long de la zone de sortie de manière à être en prise avec le pignon tout au long de la zone de sortie, de manière à pouvoir stopper la rotation de l'organe de préhension dans la zone de sortie en commandant le déplacement de la navette à la même vitesse que le brin actif. Selon une autre caractéristique de la station de chauffage selon l'invention, le brin actif de l'organe flexible sans fin est en prise continûment avec le pignon entre une extrémité amont de la zone de chauffage et une extrémité aval de la zone de sortie. Selon une autre caractéristique de la station de chauffage selon l'invention, la station de chauffage comporte deux organes flexibles sans fin dont les brins actifs s'étendent parallèlement, chaque brin actif comportant un tronçon de sortie s'étendant dans la zone de sortie. Selon une autre caractéristique de la station de chauffage selon l'invention, chaque navette comporte deux organes de préhension, chaque organe de préhension étant commandé en rotation par un pignon associé, les pignons de la navette étant décalés transversalement, en référence au sens de déplacement de la navette, l'un par rapport à l'autre, chaque pignon étant en prise chacun avec un brin actif associé. Selon une autre caractéristique de la station de chauffage selon l'invention, l'un des pignons de la navette, dit pignon aval, est décalés vers l'aval par rapport à l'autre des pignons de ladite navette, dit pignon amont. Selon une autre caractéristique de la station de chauffage selon l'invention, une extrémité aval du brin actif qui coopère avec le pignon amont est décalée vers l'aval par rapport l'extrémité aval du brin actif qui coopère avec le pignon aval de sorte que le pignon amont soit toujours en prise avec une portion d'extrémité aval du brin associé lorsque le pignon aval n'est plus en prise avec son brin actif associé. L'invention concerne aussi un procédé d'orientation des préformes mettant en œuvre la station de chauffage réalisé selon les enseignements de l'invention, caractérisé en ce que le brin actif de chaque organe flexible sans fin est commandé de manière à se déplacer à une vitesse constante, dite vitesse de référence, chaque navette étant commandée de manière à se déplacer à ladite vitesse constante de référence sur une portion d'extrémité aval du brin actif associé afin de stopper la rotation de l'organe de préhension pendant que le pignon associé est encore en prise avec son brin actif, jusqu'à ce que le pignon soit libéré de son brin actif. Selon une autre caractéristique du procédé d'orientation selon l'invention, chaque navette se déplace à une vitesse constante, dite vitesse de croisière, supérieure à la vitesse de référence le long du tronçon de chauffage pour assurer une rotation régulière des organes de préhension dans la zone de chauffage. Selon une autre caractéristique du procédé d'orientation selon l'invention, chaque navette est commandée à une vitesse maximale supérieure à la vitesse de croisière lorsque son pignon est en prise avec une portion amont du tronçon de sortie afin d'augmenter la distance entre ladite navette et la navette immédiatement suivante sur la voie commune, ladite distance étant suffisante pour empêcher la navette suivante de percuter la navette circulant à la vitesse de référence sur la portion d'extrémité aval du tronçon de sortie. Selon une autre caractéristique du procédé d'orientation selon l'invention, la portion amont est directement adjacente à la portion d'extrémité aval du tronçon de sortie. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés qui sont décrits succinctement par la suite. La est une vue de dessus qui représente schématiquement une installation de production de récipient comportant notamment une station de chauffage réalisée selon les enseignements de l'invention. La est une vue en coupe axiale qui représente une préforme susceptible d'être chauffée puis formée par l'installation de la pour produire un récipient. La est une vue de dessus qui représente en détail un tunnel de chauffage de la station de chauffage de la dans lequel circule des navettes et qui comporte un dispositif de mise en rotation des préformes réalisé selon un premier mode de réalisation de l'invention. La est une vue en perspective qui représente un dispositif de convoyage qui équipe la station de chauffage de la et qui comporte une navette indépendante portant une préforme. La est une vue en coupe selon le plan de coupe 5-5 de la qui représente le dispositif de convoyage portant une préforme circulant dans le tunnel de chauffage. La est une vue en coupe transversale selon le plan de coupe 6-6 de la qui représente un exemple de profil de chauffe préférentielle de la préforme de la après son passage dans le tunnel de chauffage. La est un diagramme qui représente la vitesse d'une navette, en ordonnée, en fonction de sa position le long de son trajet de convoyage, en abscisse, lors de la mise en œuvre d'un procédé d'orientation angulaire de la préforme réalisé selon un premier mode de réalisation de l'invention qui est appliqué à la station de chauffage représentée à la . La est un diagramme qui représente l'écart d'une première navette par rapport à la navette immédiatement suivante, en ordonnée, en fonction de sa position le long de son trajet de convoyage, en abscisse, lorsque les navettes sont commandées selon le diagramme de la , l'abscisse du diagramme de la étant agencée en coïncidence avec l'abscisse du diagramme de la . La est une vue de dessus similaire à celle de la qui représente le tunnel de chauffage réalisé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel il comporte deux organes flexibles sans fin et dans lequel chaque navette porte deux préformes, les deux préformes étant liées en rotation avec leur organe flexible sans fin associé. La est une vue similaire à celle de la dans lequel la navette est plus avancée le long de son trajet de convoyage, seule une préforme étant encore liée en rotation avec son organe flexible sans fin associé. La est un diagramme similaire à celui de la qui représente la vitesse de chaque navette lors de la mise en œuvre d'un procédé d'orientation angulaire de la préforme réalisé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention qui est appliqué à la station de chauffage représentée aux figures 9 et 10. Station (22) de chauffage de préformes (12) pour une installation de production de récipients par formage desdites préformes (12), la station (22) de chauffage comportant : - un dispositif (28) de convoyage des préformes (12) en file d'amont en aval le long d'un trajet de convoyage, le dispositif (28) de convoyage comportant des navettes (56) indépendantes les unes des autres circulant en file sur une voie commune, chaque navette (56) comportant au moins un organe (54) de préhension d'une préforme (12) monté rotatif sur ladite navette (56) ; - le trajet de convoyage comportant une zone (Z1) de chauffage le long de laquelle les préformes (12) sont exposées à des radiations chauffantes émises par des émetteurs (32) de chauffage, et le trajet de convoyage comportant une zone (Z2) de sortie agencée directement en aval de la zone (Z1) de chauffage, les préformes (12) se déplaçant le long de la zone (Z2) de sortie étant sensiblement hors de portée des émetteurs (32) de chauffage ; - au moins un organe (76) flexible sans fin dont un brin (76A) actif s'étend le long du trajet de convoyage, un tronçon (48) de chauffage du brin (76A) actif étant en prise avec un pignon (74) de chaque navette (56) pour entraîner l'au moins un organe (54) de préhension associé en rotation lors de son déplacement le long de la zone (Z1) de chauffage ; - l'organe (76) flexible sans fin tournant de manière que le brin (76A) actif se déplace vers l'aval ; caractérisé en ce que le brin (76A) actif de chaque organe (76) flexible sans fin comporte un tronçon d'extrémité aval, dit tronçon (50) de sortie, qui s'étend le long de la zone (Z2) de sortie de manière à être en prise avec le pignon (74) tout au long de la zone (Z2) de sortie, de manière à pouvoir stopper la rotation de l'organe (54) de préhension dans la zone (Z2) de sortie en commandant le déplacement de la navette (56) à la même vitesse que le brin (76A) actif. Station (22) de chauffage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le brin (76A) actif de l'organe (76) flexible sans fin est en prise continûment avec le pignon (74) entre une extrémité amont de la zone (Z1) de chauffage et une extrémité aval de la zone (Z2) de sortie. Station (22) de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte deux organes (76-1, 76-2) flexibles sans fin dont les brins (76A-1, 76A-2) actifs s'étendent parallèlement, chaque brin (76A-1, 76A-2) actif comportant un tronçon (50) de sortie s'étendant dans la zone (Z2) de sortie. Station (22) de chauffage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque navette (56) comporte deux organes (54) de préhension, chaque organe (54) de préhension étant commandé en rotation par un pignon (74-1, 74-2) associé, les pignons (74-1, 74-2) de la navette (56) étant décalés transversalement, en référence au sens de déplacement de la navette (56), l'un par rapport à l'autre, chaque pignon (74-1, 74-2) étant en prise chacun avec un brin (76A-1, 76A-2) actif associé. Station (22) de chauffage selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que l'un des pignons de la navette (56), dit pignon (74-1) aval, est décalés vers l'aval par rapport à l'autre des pignons de ladite navette (56), dit pignon (74-2) amont. Station (22) de chauffage selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'une extrémité aval du brin (76A-2) actif qui coopère avec le pignon (74-2) amont est décalée vers l'aval par rapport l'extrémité aval du brin (76A-1) actif qui coopère avec le pignon (74-1) aval de sorte que le pignon (74-2) amont soit toujours en prise avec une portion (50B-2) d'extrémité aval du brin (76A-2) associé lorsque le pignon (74-1) aval n'est plus en prise avec son brin (76A-1) actif associé. Procédé d'orientation des préformes (12) mettant en œuvre la station (22) de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brin (76A) actif de chaque organe (76) flexible sans fin est commandé de manière à se déplacer à une vitesse constante, dite vitesse (V0) de référence, chaque navette (56) étant commandée de manière à se déplacer à ladite vitesse (V0) constante de référence sur une portion (50B) d'extrémité aval du brin (76A) actif associé afin de stopper la rotation de l'organe (54) de préhension pendant que le pignon (74) associé est encore en prise avec son brin (76A) actif, jusqu'à ce que le pignon (74) soit libéré de son brin (76A) actif. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque navette (56) se déplace à une vitesse constante, dite vitesse (V1) de croisière, supérieure à la vitesse (V0) de référence le long du tronçon (48) de chauffage pour assurer une rotation régulière des organes (54) de préhension dans la zone (Z1) de chauffage. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque navette (56) est commandée à une vitesse (V2) maximale supérieure à la vitesse (V1) de croisière lorsque son pignon (74) est en prise avec une portion (50A) amont du tronçon (50) de sortie afin d'augmenter la distance entre ladite navette (56) et la navette (56) immédiatement suivante sur la voie commune, ladite distance étant suffisante pour empêcher la navette (56) suivante de percuter la navette (56) circulant à la vitesse (V0) de référence sur la portion (50B) d'extrémité aval du tronçon (50) de sortie. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la portion (50A) amont est directement adjacente à la portion (50B) d'extrémité aval du tronçon (50) de sortie.