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WO2025068369A1 - Unité de conditionnement thermique de préformes avec magasin intégré - Google Patents

Unité de conditionnement thermique de préformes avec magasin intégré Download PDF

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Publication number
WO2025068369A1
WO2025068369A1 PCT/EP2024/077061 EP2024077061W WO2025068369A1 WO 2025068369 A1 WO2025068369 A1 WO 2025068369A1 EP 2024077061 W EP2024077061 W EP 2024077061W WO 2025068369 A1 WO2025068369 A1 WO 2025068369A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thermal conditioning
enclosure
conditioning unit
conveying path
magazine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/077061
Other languages
English (en)
Inventor
Thierry Lambert
David Gariou
Cyrille SAVARY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sidel Participations SAS
Original Assignee
Sidel Participations SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sidel Participations SAS filed Critical Sidel Participations SAS
Publication of WO2025068369A1 publication Critical patent/WO2025068369A1/fr
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/42—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C49/4205—Handling means, e.g. transfer, loading or discharging means
    • B29C49/42073—Grippers
    • B29C49/42087—Grippers holding outside the neck
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C49/64—Heating or cooling preforms, parisons or blown articles
    • B29C49/6409—Thermal conditioning of preforms
    • B29C49/6418—Heating of preforms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C49/64—Heating or cooling preforms, parisons or blown articles
    • B29C49/68—Ovens specially adapted for heating preforms or parisons
    • B29C49/6825—Mounting exchanging or centering ovens or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C31/00—Handling, e.g. feeding of the material to be shaped, storage of plastics material before moulding; Automation, i.e. automated handling lines in plastics processing plants, e.g. using manipulators or robots
    • B29C31/008—Handling preformed parts, e.g. inserts

Definitions

  • the present invention relates to a thermal conditioning unit of a machine for manufacturing containers, in particular thermoplastic bottles, by blowing or stretch-blow molding from preheated preforms comprising a magazine arranged inside the enclosure of the thermal conditioning unit, thus making it possible to carry out operations on this thermal conditioning unit.
  • the present invention relates to the thermal conditioning unit for preforms, in particular made of thermoplastic material, for the manufacture of containers comprising:
  • a conveying means extending inside the enclosure and comprising gripping members for moving the preforms along a conveying path in a horizontal plane and at least a portion of the conveying path extending in line with the radiation sources
  • thermoplastic bottles comprising a thermal conditioning unit and a forming unit, in particular by injecting a fluid under pressure into the preform.
  • thermal conditioning unit for the preforms which comprises a first vertical lateral face
  • This installation comprises at least one robot and at least one magazine which are arranged opposite the first vertical lateral face and the second vertical lateral face to intervene selectively through the first vertical lateral face and/or through the second vertical lateral face in order to be able to carry out operations on the thermal conditioning unit and/or the forming unit.
  • thermal conditioning unit to maintain acceptable productivity times, as well as format changeover or maintenance times, while improving the compactness of the installation.
  • the invention proposes a unit for thermal conditioning of preforms, in particular made of thermoplastic material, for the manufacture of containers comprising:
  • conveying means extending inside said enclosure and comprising first gripping members for moving said preforms along a closed conveying path and at least a portion of the conveying path extending in line with the radiation sources,
  • This thermal conditioning unit makes it possible to reduce operating times, particularly format changes, due to the layout of the store in relation to the conveyor path of the gripping devices.
  • This thermal conditioning unit also makes it possible to reduce the footprint compared to known arrangements.
  • the closed conveyor path comprising at least: a so-called outward section, a so-called return section and two turns connecting the outward section and the return section, the radiation sources extending in line with at least one outward and/or return section.
  • the store is arranged at least one of the turns of said conveyor path.
  • the enclosure comprises at least one vertical partition adjacent to said conveyor path.
  • the enclosure comprises a first vertical partition of longitudinal orientation adjacent to the forward section of said conveying path, extending by a second vertical partition of transverse orientation adjacent to said bend of the conveying path, extending by a third vertical partition of longitudinal orientation which is generally parallel to said first partition and adjacent to the return section of said conveying path.
  • the magazine is mounted to move between a so-called “active” position in which said magazine extends outside said enclosure to carry out the changing of said gripping members and a so-called “retracted” position in which said magazine extends inside said enclosure to carry out maintenance operations and/or format changes.
  • At least one of the partitions of the enclosure comprises a retractable panel to allow said magazine to move from its active position to its retracted position and vice versa.
  • the thermal conditioning unit comprises at least one magazine capable of storing second gripping members in line with at least one robot.
  • the magazine comprises a vertical plate adjacent to the bend of the conveyor path, and the plate comprising bores in which the gripping members are housed.
  • the magazine comprises a barrel on the periphery of which bores are made to house the gripping members.
  • This thermal conditioning unit also makes it possible to reduce the installation and setup time of the thermal conditioning unit at the customer's premises. In fact, this conditioning unit containing the store is transported to the customer in a single block, whereas this was not the case in the prior art arrangements seen previously.
  • This thermal conditioning unit also allows for a reduction in the footprint on the ground because all the structural elements used to carry out the operations are located within the enclosure of the thermal conditioning unit.
  • FIG. 1 is a schematic general view of a container production installation seen from above and more particularly of a packaging unit and a robot according to the invention
  • thermo conditioning unit is a sectional view of the thermal conditioning unit according to section AA of the ;
  • FIG. 1 is a perspective view showing the layout of the store in the retracted position within the enclosure of the thermal conditioning unit;
  • FIG. 1 is a perspective view showing the layout of the store in active position within the enclosure of the thermal conditioning unit
  • the longitudinal and transverse directions are determined in a fixed manner relative to the molding devices so that the open or closed position occupied has no effect on said orientations.
  • front and “rear” will also be used, without limitation, in reference to the longitudinal orientation, as well as “upper” and “lower” in reference to the vertical orientation and finally “left” or “right” and “inner” or “outer” in reference to the transverse orientation.
  • the preforms 4 and the containers 2 move in the production facility along a production path from upstream to downstream.
  • the preforms 4 are moved in line along a production path by conveyor means which will be detailed later.
  • the containers here are bottles.
  • the thermoplastic material is for example formed by polyethylene terephthalate, hereinafter referred to by its acronym "PET".
  • Such a preform 4 has a main axis "X" shown vertically in the figure. It has a cylindrical body 6 with a tubular wall 7 closed at one of its axial ends by a bottom 8, and which is open at its other end by a neck 10, also tubular.
  • the neck 10 is delimited downwards by a collar 12 and upwards by an upper end edge called a drinking rim 14.
  • the neck 10 generally has its final shape while the body 6 of the preform is intended to undergo a relatively significant deformation to form the final container 2 during a forming step.
  • the container manufacturing installation 1 comprises at least one thermal conditioning unit 16, one forming unit 18.
  • the thermal conditioning unit 16 also called an oven, allows a succession of preforms to be heated to a reference temperature.
  • the reference temperature is chosen so that the body of each preform at the outlet of the thermal conditioning unit 16 is in a malleable state allowing deformation of the body 6 of the heated preform in order to form the container 2 in the forming unit.
  • the reference temperature is between the glass transition temperature and the crystallization temperature of the plastic material of the preform. In the case of PET, the reference temperature is, for example, close to 110°.
  • the value of the reference temperature may vary depending on the product with which the container will be filled or depending on the container filling technique. Thus, the reference temperature is different for hot filling or for a carbonated product, for example.
  • the thermal conditioning unit 16 is a scroll oven, in which the preforms 4 are transported to be exposed to a plurality of heating radiation sources 22.
  • the thermal conditioning unit 16 comprises a means for conveying the preforms circulating along a conveying path T in an enclosure 23 between an inlet 25 and an outlet 27 and lying in a horizontal plane B.
  • the conveying means comprises a succession of gripping members 30 mounted on a transport chain 28, capable of gripping a preform in particular by fitting its neck.
  • the conveying means further comprises a first guide wheel 36 of the transport chain 28 and a second guide wheel 38 of the transport chain 28 are each rotatably mounted on a frame (not shown) of the thermal conditioning unit around a respective vertical axis "Z2, Z3".
  • the transport chain 28 is meshed around the two guide wheels 36, 38 thus forming a closed loop.
  • At least one of the two guide wheels, called the driving wheel, is rotated by a motor to set the transport chain 28 in motion in order to move the gripping members along the conveying path.
  • the guide wheels 36, 38 here rotate in an anticlockwise direction, as indicated by an arrow in the .
  • the conveying means comprises for example a succession of gripping members, each being capable of supporting a preform, mounted on a linear motor type shuttle circulating on a closed magnetic loop along the conveying path. The movement of each of these shuttles being controlled independently of each other by a control unit (not shown).
  • At least part of the gripping member 30 is complementary to the preforms 4 and in particular to the geometric characteristics of the neck, in particular to grip them by fitting.
  • the preforms circulate along the conveyor path T forming a closed circuit.
  • the conveyance route T comprises at least one so-called outward section 39, one so-called return section 41 and two turns 43, 45 connecting the outward section and the return section.
  • the preform conveying path T has the shape of a “U”.
  • the enclosure 23 comprises at least one vertical partition adjacent to the conveying path T.
  • the enclosure 23 comprises a first vertical partition 47 of longitudinal orientation adjacent to the outward section 39 of said conveyance path T, extending by a second vertical partition 49 of transverse orientation adjacent to said turn 43 of the conveyance path, extending by a third vertical partition 51 of longitudinal orientation which is generally parallel to said first partition 47 and adjacent to the return section 41 of said conveyance path T.
  • the enclosure includes the radiation sources 22 which are capable of thermally conditioning the preforms 4.
  • the radiation sources 22 form a heating cavity which comprises two side walls 53 facing each other and at least one of these walls being the one which supports several radiation sources 22, arranged one above the other and one next to the other opposite the preforms.
  • the thermal conditioning unit 16 comprises a plurality of radiation sources 22 distributed throughout the conveying path T and at a height corresponding substantially to the height of the preforms so that the entire height of the body of each preform is exposed to the radiation emitted by the radiation sources 22 on the path T of the preform in the thermal conditioning unit 16.
  • the conveying means 26 makes it possible to uniformly expose the entire body 6 of the preforms to the radiation sources 22.
  • the radiation sources 22 are distributed on only one side of this path, and a reflective wall 55 is arranged on the other side of the heating path to reflect the heat towards the preforms.
  • the radiation sources 22 can be distributed on either side of the heating path without departing from the scope of the invention.
  • the radiation sources 22 are arranged, where appropriate, so as not to subject the neck 10 to the heating radiation emitted by the radiation sources. Indeed, as indicated previously, only the body 6 of the preform 4 is heated to produce the container. Consequently, the neck 10 must not be deformed during forming and must not be heated.
  • the oven may comprise a ventilation device, not shown in the figures, positioned in line with the necks 10 to evacuate the heat likely to be absorbed by said necks 10.
  • Each radiation source 22 is formed by an incandescent lamp emitting infrared radiation.
  • each radiation source 22 is at least one laser diode emitting infrared radiation capable of thermally conditioning the preforms.
  • each radiation source 22 is at least one laser source (for example laser diodes) emitting in the infrared and arranged by juxtaposition and/or superposition of several sources to form one or more matrices as described in the applicant's European patent EP1824659.
  • laser source for example laser diodes
  • each radiation source 22 is a microwave generator.
  • the radiation sources 22 may consist of any radiation source well known to those skilled in the art, or a combination of these radiation sources without departing from the scope of the invention.
  • the enclosure 23 of the thermal conditioning unit also comprises at least one robot 19 extending inside the enclosure 23, along at least part of said conveying path T, and capable of carrying out operations on the conveying means and/or on the radiation sources.
  • the robot 19 comprises a base 20 and a robotic arm 21, equipped at one of its ends with a gripping tool capable of gripping and moving at least one gripping member 30, from the conveying means to a store.
  • the robot 19 comprises an articulated arm 21 which is mobile in the enclosure 23 following a trihedron (X, Y, Z).
  • the arm 21 comprising at least three articulation axes following the trihedron (X, Y, Z).
  • all or part of the robot 19 extends inside the conveying path T.
  • all or part of the robot 19 extends between the so-called outward section 39, the so-called return section 41 and the turn 43 connecting the two sections.
  • the base 20 of the robot extends inside the conveying T path.
  • All or part of the articulated arm 21 extends inside the conveying path T.
  • the thermal conditioning unit 16 also comprises at least one storage means 57 of the magazine type capable of storing the gripping members 30 and/or second gripping members 59.
  • the thermal conditioning unit 16 comprises a storage means 57 of the magazine type capable of storing the second gripping members 59.
  • the storage means 57 extends inside the enclosure 23 of the thermal conditioning unit to the right of the robot 19.
  • This robot in relation to the store makes it possible to limit the travel of the articulated arm 21 and thus reduce the time required to carry out a format change.
  • the preform 4 has been thermally conditioned in the thermal conditioning unit 16, it is transferred to the forming unit 18 to be formed there.
  • the unit 18 for forming containers 2 from preforms 4 consists of a forming wheel 42 rotating a plurality of blowing stations 44 from an inlet to an outlet, at which a succession of containers are formed from the preforms, then are extracted, as shown in the .
  • the axis of rotation of the forming wheel is, for example, substantially parallel to the main axis X of the preforms as they are transported by the forming wheel.
  • Each blowing station 44 comprises a mold 46 provided with walls forming a molding cavity having the shape of the container to be formed and arranged to receive a preform so that the body of the preform extends into the molding cavity.
  • thermal conditioning unit 16 consists of the enclosure 23 which includes inside, the radiation sources 22, the conveying means 26, the robot 19, and the store 57.
  • this enclosure 23 surrounds the radiation sources 22, the conveying means 26, the robot 19, and the store 57 to protect them, isolate them from the external environment and conversely, protect the external environment from elements which may come from inside the enclosure such as radiation from the radiation source.
  • the enclosure 23 defines a more or less airtight volume.
  • This volume can be equipped with a means of blowing filtered air to establish an overpressure inside this volume and to control the quality of the air in order to avoid any contamination of the enclosure.
  • the enclosure 23 of the thermal conditioning unit 18 consists of a frame 60 capable of receiving at least one vertical partition and possibly at least one horizontal partition for the floor and/or the ceiling.
  • This frame consists of metal beams forming a supporting structure or frame on which are fixed the vertical partitions 47, 49, 51 and/or a horizontal partition 62 of the ceiling and/or a horizontal partition 64 of the floor.
  • the partitions are fixed removably to the frame using fixing means such as screws or they are fixed permanently using fixing means such as welding or any other fixing means known to those skilled in the art.
  • the enclosure comprises the first vertical partition 47 of longitudinal orientation adjacent to the outward section 39 of the conveying path T, extending by the second vertical partition 49 of transverse orientation adjacent to the turn 43 of the conveying path T, extending by the third vertical partition 51 of longitudinal orientation which is generally parallel to the first partition 47 and adjacent to the return section 41 of the conveying path T, a fourth vertical partition, which may be the partition of the forming unit (not shown), of transverse orientation adjacent to the turn of the conveying path common to the forming unit in which at least one opening is made to transfer the hot preforms to the forming unit.
  • These first, second, third and fourth partitions are fixed to the beams of the frame 60 by any known fixing means.
  • This enclosure 23 defines a volume having the shape of a rectangular parallelepiped.
  • the enclosure may define a volume in the shape of a cylinder.
  • the enclosure 23 also includes the radiation sources 22 as mentioned previously in the description and shown in dotted lines on the .
  • the enclosure 23 also comprises the conveying means 26 extending along the conveying path T, in a horizontal plane B, which is substantially parallel to the horizontal partition 62 of the ceiling and/or the horizontal partition 64 of the floor and/or a horizontal plane defined by the ground on which the thermal conditioning unit 16 rests.
  • the conveying means 26 comprises a succession of gripping members 30 transporting the preforms 4 to be heated neck-up from the inlet to the outlet of the thermal conditioning unit 16.
  • the preforms are heated neck down, then are turned neck up at the inlet and outlet of the thermal conditioning unit to carry out the preform transfers.
  • the enclosure 23 also includes the robot 19 consisting of the base 20 and the articulated arm 21 which is equipped at its free end with a gripping tool capable of gripping the gripping members 30 or the radiation sources 22.
  • the base 20 can be fixed or mobile.
  • the base When the base is mobile in rotation, it is mobile relative to an axis V.
  • the axis V and the axis Z3 of the second wheel 38 are merged.
  • a lower part 72 of the base 20 is secured to the enclosure 23.
  • the lower part 72 of the base 20 of the robot 19 is fixed on the horizontal partition 64 of the floor or a horizontal part of the frame 60 of the thermal conditioning unit.
  • the robot can be fixed directly to the ground on which the thermal conditioning unit rests.
  • the robot is arranged in the enclosure 23, under the horizontal plane B defined by the conveying path T.
  • the articulated arm 21 moves in a zone called “below” 23A of the enclosure 23.
  • the base of the robot is fixed to the horizontal partition 62 and/or a part of the frame 60 forming the ceiling of the thermal conditioning unit.
  • the robot can be arranged in the enclosure called “above” the horizontal plane B defined by the conveyor path.
  • the articulated arm moves in a zone called “above” 23B of the enclosure 23.
  • the base 20 can be fixed on the horizontal plane B and extending inside the conveyor path forming a loop and the articulated arm 21 can move in the lower zone 23A and/or in the upper zone 23B of the enclosure.
  • the arm 21 is coupled at one of its ends to the base 20 and at the other free end to a gripping tool for carrying out the operations of changing the gripping members 30 or the radiation sources 22.
  • the articulated arm 21 is composed of several sections 66. These sections 66 are articulated relative to each other by articulation axes 68 to move in the lower zone 23A or in the upper zone 23B depending on the position of the base 20.
  • the gripping tool is capable of detaching and gripping a first gripping member 30 which was secured to the conveying means 26. Then, the articulated arm 21 moves the first gripping member 30 to place it in the magazine. Then, the gripping tool is capable of detaching and gripping a second gripping member 59 which was secured to the magazine before being moved and fixed on the conveying means 26.
  • the format change operations consist of changing all the first gripping members 30 secured to the conveying means 26 by the second gripping members 59 stored in the magazine 57.
  • the enclosure 23 also comprises the store 57 capable of storing the gripping members 30 to carry out maintenance operations or capable of storing the second gripping members 59 to carry out operations for changing the format of the produced container.
  • thermal conditioning unit There represents a partial perspective view of the thermal conditioning unit showing several positions of the articulated arm in the area below 23A of the enclosure 23, as well as the magazine in a retracted position, i.e. in a position where the magazine is inside the enclosure 23.
  • This figure shows the thermal conditioning unit comprising the conveying means 26, the frame 60, the enclosure 23, the robot 19 and the store 57.
  • the conveying means 26 was described previously when describing the .
  • the conveying means 26 is shown schematically and is intended to show its size and its positioning in the thermal conditioning unit, in particular in relation to the robot 19 and the store 57.
  • the conveying means 26 forms a closed loop.
  • the lower part of the closed loop of the conveyor means defines the horizontal plane B.
  • the frame visible in this figure comprises beams 70, forming part of the floor, on which the structural elements of the thermal conditioning unit will rest, in particular the robot, the store and part of the partitions not shown.
  • Enclosure 23 and especially the area below 23A is defined by a volume located between the horizontal plane B and the beams forming the floor.
  • this volume of the lower zone 23A constitutes the volume in which the robot will be positioned to carry out the different operations.
  • the robot is arranged in the area below 23A.
  • the robot 19 consists of the support 20 and the robotic arm 21.
  • the support 20 also consists of two parts, a lower part 72 and an upper part 74.
  • the lower part 72 of the support is secured to the frame 60, by any fixing means well known to those skilled in the art.
  • the support 20 is arranged in the lower zone 23A and more particularly, under one of the two turns 43, 45 of the transport path T, under the axis of the wheel of the conveying means.
  • the support 20 extends inside the conveying path T.
  • the upper part 74 of the support is secured to the robotic arm 21.
  • the articulated arm 21 comprises several sections 66 connected to each other by rotation axes 68.
  • the arm 21 articulated in several positions, notably in a position for depositing the gripping member 30 in the magazine 57 or for gripping the gripping member in the magazine 57.
  • the magazine 57 consists of a vertical plate 76 adjacent to the turn 43 of the conveyor path T.
  • Plate 76 consists of a multitude of smaller plates.
  • the vertical plate 76 comprises locations 78 in which the gripping members 30 are housed.
  • the locations 78 take the form of bores.
  • the gripping members are held in these different bores by holding means such as magnets or by any other holding means known to those skilled in the art, clamps, O-rings for example.
  • the latter comprises at least one additional free location 78.
  • a first gripping member 30 is dismantled from the conveying means 26
  • the latter is stored in the additional free location 78, then a second gripping member 59 is taken from the magazine 57 to be mounted in place of the first gripping member which has just been dismantled from the conveying means 26.
  • Store 57 retracts outside the enclosure so that an operator can change the gripping devices in hidden time, that is, while the thermal conditioning unit continues to produce.
  • the retraction of the store is carried out, here, following a translation movement.
  • the magazine is retracted using another movement, for example a rotational movement.
  • the magazine comprises a blocker 82, that is to say, an actuator such as a cylinder capable of blocking the magazine in the active position or in the retracted position.
  • a blocker 82 that is to say, an actuator such as a cylinder capable of blocking the magazine in the active position or in the retracted position.
  • the vertical plate constituting the magazine is secured in the upper part and in the lower part to slides 80 which themselves are secured to the frame 60 and/or to one of the horizontal partitions 62, 64.
  • the magazine comprises a barrel on the periphery of which locations 78 are made to house the gripping members.
  • locations 78 may be bores or grooves capable of receiving the gripping members 30.
  • the rotation of the barrel is combined with the movement of the articulated arm to optimize the filling of the magazine without operator intervention.
  • the magazine takes the form of a plate or a barrel; many other means of making magazines are known to those skilled in the art.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

L'invention concerne une unité de conditionnement thermique (16) de préformes (4) comprenant : -une enceinte (23) dans laquelle les préformes (4) sont conditionnées thermiquement; -des sources de rayonnement (22) s'étendant à l'intérieur de ladite enceinte (23); -un moyen de convoyage (26) s'étendant à l'intérieur de ladite enceinte et comportant des premiers organes de préhension (30) pour déplacer lesdites préformes le long d'un trajet (T) de convoyage et au moins une portion du trajet de convoyage s'étendant au droit des sources de rayonnement, caractérisée en ce qu'elle comporte également au moins un magasin (57) s'étendant à l'intérieur de ladite enceinte (23), au droit d'au moins une partie dudit trajet (T) de convoyage.

Description

Unité de conditionnement thermique de préformes avec magasin intégré  Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne une unité de conditionnement thermique d’une machine de fabrication de récipients, notamment des bouteilles en matière thermoplastique, par soufflage ou par étirage-soufflage à partir de préformes préalablement chauffées comportant un magasin agencé à l’intérieur de l’enceinte de l’unité de conditionnement thermique permettant ainsi de réaliser des opérations sur cette unité de conditionnement thermique.
La présente invention a trait à l’unité de conditionnement thermique de préformes notamment en matériau thermoplastique pour la fabrication de récipients comprenant :
-une enceinte dans laquelle les préformes sont conditionnées thermiquement ;
-des sources de rayonnement s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte, lesdites sources de rayonnement étant aptes à conditionner thermiquement les préformes ;
-un moyen de convoyage s’étendant à l’intérieur de l’enceinte et comportant des organes de préhension pour déplacer les préformes le long d’un trajet de convoyage dans un plan horizontal et au moins une portion du trajet de convoyage s’étendant au droit des sources de rayonnement
 Arrière-plan technique
On connaît de l'état de la technique des installations de fabrication de récipients, en particulier de bouteilles en matière thermoplastique, comportant une unité de conditionnement thermique et une unité de formage notamment par l'injection d'un fluide sous pression dans la préforme.
D’une manière générale, on cherche à réduire la durée pendant laquelle l’installation est arrêtée pour permettre la mise en œuvre notamment d’opérations de maintenance ou d’opérations de changement d’organes personnalisés liés au format des récipients formés, tels que des moules, des organes de préhensions de l’unité de conditionnement thermique, des pinces de transfert.
Tel sera notamment le cas pour lancer la fabrication d'un nouveau récipient. En effet, il est alors nécessaire de procéder à différentes opérations de changement de certains organes personnalisés qui sont associés à une préforme donnée, correspondant elle-même à un récipient à fabriqué.
Cependant, une telle solution n'était pas satisfaisante car la durée totale nécessaire à la réalisation des telles opérations est particulièrement longue et par conséquent coûteuse dès lors que cesse généralement toute fabrication.
Par ailleurs, on connait également la demande de brevet WO201317411 de la demanderesse qui divulgue une installation de fabrication de récipients comportant au moins :
- une unité de conditionnement thermique des préformes qui comporte une première face latérale verticale ; et
- une unité de formage des récipients à partir des préformes conditionnées thermiquement, qui comporte une deuxième face latérale verticale ;
Cette installation comporte au moins un robot et au moins un magasin qui sont agencés en regard de la première face latérale verticale et de la deuxième face latérale verticale pour intervenir sélectivement à travers la première face latérale verticale et/ou à travers la deuxième face latérale verticale afin de pouvoir réaliser des opérations sur l’unité de conditionnement thermique et/ou l’unité de formage.
En d’autres termes, dans cette installation l’agencement du robot et du magasin permettent d’intervenir sur les deux unités.
En revanche, un tel agencement du magasin ne permet pas d’avoir des temps d’interventions optimisés et une implantation au sol réduite. Du fait que le magasin doit pouvoir servir à ces deux unités, cela signifie qu’il est positionné à une certaine longueur de l’unité de conditionnement et de l’unité de formage. Il ne peut pas être positionné à proximité d’une unité sans générer un inconvénient pour l’autre unité ou sinon, il faut multiplier le nombre de magasin.
Il existe donc un besoin notable sur l’unité de conditionnement thermique pour maintenir des temps de productivité, ainsi que des temps de changement de format ou de maintenance, acceptable tout en améliorant la compacité de l’installation.
À cet effet, l’invention propose une unité de conditionnement thermique de préformes notamment en matériau thermoplastique pour la fabrication de récipients comprenant :
-une enceinte dans laquelle les préformes sont conditionnées thermiquement ;
-des sources de rayonnement s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte, lesdites sources de rayonnement étant aptes à conditionner thermiquement les préformes ;
-un moyen de convoyage s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte et comportant des premiers organes de préhension pour déplacer lesdites préformes le long d’un trajet de convoyage fermé et au moins une portion du trajet de convoyage s’étendant au droit des sources de rayonnement,
caractérisée en ce qu’elle comporte également au moins un magasin s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte, au droit d’au moins une partie dudit trajet de convoyage, et apte à stocker au moins un organes de préhension.
Cette unité de conditionnement thermique permet de diminuer les temps des opérations notamment de changement de format du fait de l’agencement du magasin par rapport au trajet de convoyage des organes de préhension.
Cette unité de conditionnement thermique permet également de diminuer l’empreinte au sol par rapport aux agencements connus.
Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le trajet de convoyage fermé comprenant au moins : un tronçon dit aller, un tronçon dit retour et deux virages reliant le tronçon aller et le tronçon retour, les sources de rayonnement s’étendant au droit d’au moins un tronçon aller et/ou retour.
Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le magasin est agencé au droit d’au moins l’un des virages dudit trajet de convoyage.
Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, l’enceinte comporte au moins une cloison verticale adjacente audit trajet de convoyage.
Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, l’enceinte comporte une première cloison verticale d’orientation longitudinale adjacente au tronçon aller dudit trajet de convoyage, se prolongeant par une seconde cloison verticale d’orientation transversale adjacente audit virage du trajet de convoyage, se prolongeant par une troisième cloison verticale d’orientation longitudinale qui est globalement parallèle à ladite première cloison et adjacent au tronçon retour dudit trajet de convoyage.
Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le magasin est monté mobile entre une position dite « active » dans laquelle ledit magasin s’étend à l’extérieure de ladite enceinte pour effectuer le changement desdits organes de préhension et une position dite « rétractée » dans laquelle ledit magasin s’étend à l’intérieur de la dite enceinte pour effectuer les opérations de maintenances et/ou de changements de formats.
Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, au moins une des cloisons de l’enceinte comporte un panneau escamotable pour permettre audit magasin de passer depuis sa position active jusqu’à sa position rétractée et inversement.
Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, l’unité de conditionnement thermique comporte au moins un magasin apte à stocker des seconds organes de préhension au droit d’au moins un robot.
Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le magasin comprend une plaque verticale adjacente au virage du trajet de convoyage, et la plaque comprenant des alésages dans lesquels viennent se loger les organes de préhension.
Selon une autre caractéristique de l’unité de conditionnement thermique réalisé selon les enseignements de l'invention, le magasin comprend un barillet sur la périphérie duquel des alésages sont réalisés pour loger les organes de préhension.
Cette unité de conditionnement thermique permet également de diminuer le temps d’installation et d’implantation de l’unité de conditionnement thermique chez le client. En effet, cette unité de conditionnement contenant le magasin est acheminée chez le client en un seul bloc alors que ce n’était pas le cas dans les agencements de l’état de la technique vue précédemment.
Cette unité de conditionnement thermique permet également de diminuer l’implantation au sol car tous les éléments structurels permettant de réaliser les opérations se trouvent dans l’enceinte de l’unité de conditionnement thermique.
 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 que nous décrivons brièvement par la suite.
est une vue générale schématique d’une installation de production de récipients vue de haut et plus particulièrement d’une unité de conditionnement et un robot selon l’invention ;
est une vue de détail d’une préforme ;
est une vue en coupe de l’unité de conditionnement thermique selon la coupe AA de la ;
est une vue en perspective représentant l’implantation du magasin en position rétractée dans l’enceinte de l’unité de conditionnement thermique ;
est une vue en perspective représentant l’implantation du magasin en position active dans l’enceinte de l’unité de conditionnement thermique
 Description détaillée de l'invention
Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par une même référence.
On adoptera à titre non limitatif les orientations longitudinale, verticale et transversale en référence au trièdre (L, V, T) représenté sur les figures.
Par convention, les directions longitudinale et transversale sont déterminées de manière fixe par rapport aux dispositifs de moulage de sorte que la position ouverte ou fermée occupée est sans incidence sur lesdites orientations.
On utilisera également à titre non limitatif les termes "avant" et "arrière" en référence à l'orientation longitudinale, ainsi que "supérieur" et "inférieur" en référence à l'orientation verticale et enfin "gauche" ou "droite" et "intérieur" ou "extérieur" en référence à l'orientation transversale.
On a représenté schématiquement à la , une installation 1 de production en série de récipients 2 en matériau thermoplastique à partir de préformes 4.
Dans la suite de la description, les préformes 4 et les récipients 2 se déplacent dans l'installation de production le long d'un trajet de production depuis l'amont vers l'aval. Les préformes 4 sont déplacées en file le long d’un trajet de production par des moyens de convoyage qui seront détaillés par la suite.
De manière non limitative, les récipients sont ici des bouteilles. Le matériau thermoplastique est par exemple ici formé par du polyéthylène téréphtalate, désigné par la suite sous son acronyme "PET".
Une telle préforme 4, en référence à la , présente un axe "X" principal représenté verticalement à la figure. Elle présente un corps 6 cylindrique à paroi 7 tubulaire fermé à l'une de ses extrémités axiales par un fond 8, et qui est ouvert à son autre extrémité par un col 10, lui aussi tubulaire. Le col 10 est délimité vers le bas par une collerette 12 et vers le haut par un bord d'extrémité supérieur appelé buvant 14.
Le col 10 présente généralement sa forme définitive tandis que le corps 6 de la préforme est destiné à subir une déformation relativement importante pour former le récipient 2 final lors d'une étape de formage.
Comme représentée à la , l’installation 1 de fabrication de récipients comprend au moins une unité de conditionnement thermique 16, une unité de formage 18.
L’unité de conditionnement thermique 16 aussi appelée four permet de chauffer une succession de préformes à une température de référence. La température de référence est choisie pour que le corps de chaque préforme en sortie d’unité de conditionnement thermique 16 soit dans un état malléable permettant une déformation du corps 6 de la préforme chauffée afin de former le récipient 2 dans l’unité de formage. La température de référence est comprise entre la température de transition vitreuse et la température de cristallisation de la matière plastique de la préforme. Dans le cas du PET, la température de référence est, par exemple, voisine de 110°. La valeur de la température de référence peut varier en fonction du produit avec lequel le récipient va être rempli ou en fonction de la technique de remplissage du récipient. Ainsi, la température de référence est différente pour un remplissage à chaud ou pour un produit carbonaté par exemple.
Selon le mode de réalisation représenté sur la , l’unité de conditionnement thermique 16 est un four à défilement, dans lequel les préformes 4 sont transportées pour être exposées à une pluralité de sources de rayonnement 22 de chauffage.
A cet effet, l’unité de conditionnement thermique 16 comprend un moyen de convoyage des préformes circulant le long d’un trajet T de convoyage dans une enceinte 23 entre une entrée 25 et une sortie 27 et s’inscrivant dans un plan horizontal B.
Comme représenté à la , le moyen de convoyage comprend une succession d’organes de préhension 30 montées sur une chaine 28 de transport, apte à saisir une préforme notamment par emmanchement de son col.
Le moyen de convoyage comprend, par ailleurs, une première roue 36 de guidage de la chaîne 28 de transport et une deuxième roue 38 de guidage de la chaîne 28 de transport sont montées chacune rotative sur un châssis (non représenté) de l’unité de conditionnement thermique autour d'un axe vertical "Z2, Z3" respectif. La chaîne 28 de transport est engrenée autour des deux roues 36, 38 de guidage formant ainsi une boucle fermée. Au moins l'une des deux roues de guidage, dite menante, est entraînée en rotation par un moteur pour mettre en mouvement la chaîne 28 de transport afin de déplacer les organes de préhension le long du trajet de convoyage. Les roues 36, 38 de guidage tournent ici dans un sens antihoraire, comme cela est indiqué par une flèche de la .
Dans un autre mode de réalisation non représenté, le moyen de convoyage comprend par exemple une succession d’organes de préhension, chacun étant apte à supporter une préforme, montés sur une navette de type moteur linéaire circulant sur une boucle fermée magnétique le long du trajet de convoyage. Le mouvement de chacune de ces navettes étant commandé indépendamment les unes des autres par une unité de contrôle (non représentée).
Au moins une partie de l’organe de préhension 30 est complémentaire aux préformes 4 et notamment aux caractéristiques géométriques du col notamment pour les saisir par emmanchement.
Les préformes circulent le long du trajet T de convoyage formant un circuit fermé.
Comme représenté à la , le trajet T de convoyage comprend au moins un tronçon dit aller 39, un tronçon dit retour 41 et deux virages 43, 45 reliant le tronçon aller et le tronçon retour.
Ainsi, le trajet T de convoyage des préformes a la forme d’un « U ».
L’enceinte 23 comprend au moins une cloison verticale adjacente au trajet T de convoyage.
Ici, l’enceinte 23 comporte une première cloison 47 verticale d’orientation longitudinale adjacente au tronçon aller 39 dudit trajet T de convoyage, se prolongeant par une seconde cloison 49 verticale d’orientation transversale adjacente audit virage 43 du trajet de convoyage, se prolongeant par une troisième cloison 51 verticale d’orientation longitudinale qui est globalement parallèle à ladite première cloison 47 et adjacent au tronçon retour 41 dudit trajet T de convoyage.
Ces cloisons sont fixées sur un bâti qui sera décrit ultérieurement.
L’enceinte comprend les sources de rayonnement 22 qui sont apte à conditionner thermiquement les préformes 4.
Les sources de rayonnement 22 forment une cavité de chauffe qui comprend deux parois latérales 53 face à face et au moins l’une de ces parois étant celle qui supporte plusieurs sources de rayonnement 22, disposées les unes au-dessus des autres et les unes à côté des autres en regard des préformes.
En d’autres termes, l’unité de conditionnement thermique 16 comprend une pluralité de sources de rayonnement 22 réparties tout au parti le long du trajet T du convoyage et selon une hauteur correspondant sensiblement à la hauteur des préformes de sorte que toute la hauteur du corps de chaque préforme est exposée aux rayonnement émis par les sources de rayonnement 22 sur le trajet T de la préforme dans l’unité de conditionnement thermique 16. En faisant tourner les préformes 4 autour de leur axe principal X, le moyen de convoyage 26 permet d’exposer uniformément tout le corps 6 des préformes aux sources de rayonnement 22. Dans ce mode de réalisation particulier, les sources de rayonnement 22 sont réparties sur un côté seulement de ce trajet, et une paroi réfléchissante 55 est disposée de l’autre côté du trajet de chauffage pour réfléchir la chaleur vers les préformes.
Dans un autre mode de réalisation non représentée, les sources de rayonnement 22 peuvent être réparties de part et d’autre du trajet de chauffage sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Il convient également de noter que les sources de rayonnement 22 sont agencées, le cas échéant, pour ne pas soumettre le col 10 au rayonnement chauffant émis par les sources de rayonnement. En effet, comme indiqué précédemment, seul le corps 6 de la préforme 4 est chauffé pour produire le récipient. Par conséquent, le col 10 ne doit pas être déformé au cours du formage et ne doit pas être chauffé. Pour éviter le chauffage du col 10, le four peut comprendre un dispositif de ventilation, non représenté sur les figures, positionné au droit des cols 10 pour évacuer la chaleur susceptible d’être absorbée par lesdits cols 10.
Chaque source de rayonnement 22 est formée par une lampe à incandescence émettant un rayonnement infrarouge.
Dans un autre mode de réalisation, chaque source de rayonnement 22 est au moins une diode laser émettant un rayonnement infrarouge apte à conditionner thermiquement les préformes.
En d’autres termes, chaque source de rayonnement 22 est au moins une source laser (par exemple des diodes laser) émettant dans l’infrarouge et agencés par juxtaposition et/ou superposition de plusieurs sources pour former une ou plusieurs matrices comme cela a été décrit dans le brevet européen de la demanderesse EP1824659.
Dans un autre mode de réalisation, chaque source de rayonnement 22 est un générateur de micro-ondes.
Il est bien évident que les sources de rayonnement 22 pourront consister dans toute source de rayonnement bien connue de l’Homme du Métier, ou une combinaison de ces sources de rayonnement sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
L’enceinte 23 de l’unité de conditionnement thermique comprend également au moins un robot 19 s’étendant à l’intérieur de l’enceinte 23, au droit d’au moins une partie dudit trajet T de convoyage, et apte à réaliser des opérations sur le moyen de convoyage et/ou sur les sources de rayonnement.
Le robot 19 comprend un socle 20 et un bras 21 robotisé, équipé à l’une de ses extrémités, d’un outil de préhension apte à saisir et à déplacer au moins un organe de préhension 30, du moyen de convoyage à un magasin.
Le robot 19 comporte un bras 21 articulé qui est mobile dans l’enceinte 23 suivant un trièdre (X, Y, Z).
Le bras 21 comportant au moins trois axes d’articulation suivant le trièdre (X, Y, Z).
Comme représenté sur la , tout ou du partie robot 19 s’étend à l’intérieur du trajet T de convoyage.
En d’autres termes, tout ou partie du robot 19 s’étend entre le tronçon dit aller 39, le tronçon dit retour 41 et le virage 43 reliant les deux tronçons.
Plus particulièrement, le socle 20 du robot s’étend à l’intérieur du trajet de T de convoyage.
Tout ou partie du bras 21 articulé s’étend à l’intérieur du trajet T de convoyage.
L’unité de conditionnement thermique 16 comprend également au moins un moyen de stockage 57 type magasin apte à stocker les organes de préhension 30 et/ou des seconds organes de préhension 59.
Ici, l’unité de conditionnement thermique 16 comprend un moyen de stockage 57 type magasin apte à stocker les seconds organes de préhension 59.
Le moyen de stockage 57 s’étend à l’intérieur de l’enceinte 23 de l’unité de conditionnement thermique au droit du robot 19.
L’emplacement de ce robot par rapport au magasin permet de limiter la course du bras 21 articulé et ainsi diminuer le temps pour réaliser un changement de format.
Puis, une fois que la préforme 4 a été conditionnée thermiquement dans l’unité de conditionnement thermique 16, elle est transférée à l’unité de formage 18 pour y être formée.
L’unité de formage 18 de récipients 2 à partir de préformes 4 se compose d’une roue de formage 42 déplaçant en rotation une pluralité de postes de soufflage 44 d’une entrée à une sortie, à laquelle une succession de récipients sont formés à partir des préformes, puis sont extraites, comme représentée sur la . L’axe de rotation de la roue de formage est, par exemple, sensiblement parallèle à l’axe principal X des préformes lorsqu’elles sont transportées par la roue de formage.
Chaque poste de soufflage 44 comprend un moule 46 muni de parois formant une cavité de moulage présentant la forme du récipient à former et agencé pour recevoir une préforme de façon que le corps de la préforme s’étende dans la cavité de moulage.
La représente une vue en coupe de la selon la coupe A-A dont l’unité de conditionnement thermique 16 se constitue de l’enceinte 23 qui comprend à l’intérieur, les sources de rayonnement 22, le moyen de convoyage 26, le robot 19, et le magasin 57. En d’autres termes, cette enceinte 23 entoure les sources de rayonnement 22, le moyen de convoyage 26, le robot 19, et le magasin 57 pour les protéger, les isoler de l’environnement extérieur et inversement, protéger l’environnement extérieur d’élément pouvant venir de l’intérieur de l’enceinte tel qu’un rayonnement provenant de la source de rayonnement.
Dans le cadre de la production de récipients contenant des produits sensibles (lait, jus d’orange…), l’enceinte 23 définit un volume plus ou moins hermétique. Ce volume peut être équipé d’un moyen d’insufflation d’air filtré permettant d’établir une surpression à l’intérieur de ce volume et d’en contrôler la qualité de l’air afin d’éviter toute contamination de l’enceinte.
L’enceinte 23 de l’unité de conditionnement thermique 18 se constitue d’un bâti 60 apte à recevoir au moins une cloison verticale et éventuellement au moins une cloison horizontale pour le plancher et/ou le plafond.
Ce bâti se constitue de poutres métalliques formant une structure porteuse ou armature sur lesquelles sont fixées les cloisons 47, 49, 51 verticales et/ou une cloison 62 horizontale du plafond et/ou une cloison 64 horizontale du plancher.
Les cloisons sont fixées de façon amovible sur le bâti grâce à des moyens de fixation tels que des vis ou elles sont fixées de façon définitive grâce à des moyens de fixation tels que la soudure ou par tous autres moyens de fixation connus par l’Homme du Métier.
Comme représenté à la , l’enceinte comprend la première cloison 47 verticale d’orientation longitudinale adjacente au tronçon aller 39 du trajet T de convoyage, se prolongeant par la seconde cloison 49 verticale d’orientation transversale adjacente au virage 43 du trajet T de convoyage, se prolongeant par la troisième cloison 51 verticale d’orientation longitudinale qui est globalement parallèle à la première cloison 47 et adjacent au tronçon retour 41 du trajet T de convoyage, une quatrième cloison verticale, pouvant être la cloison de l’unité de formage (non représenté), d’orientation transversale adjacente au virage du trajet de convoyage commune à l’unité de formage dans laquelle au moins une ouverture est réalisée pour transférer les préformes chaudes vers l’unité de formage. Ces première, seconde, troisième et quatrième cloison sont fixées aux poutres du bâti 60 par tous moyens de fixation connus.
Cette enceinte 23 définit un volume ayant la forme d’un parallélépipède rectangle.
En variante, l’enceinte peut définir un volume ayant la forme d’un cylindre.
L’enceinte 23 comprend également les sources de rayonnement 22 comme évoqué précédemment dans la description et représentées en trait pointillé sur la .
Comme illustré sur la , l’enceinte 23 comprend également le moyen de convoyage 26 s’étendant le long du trajet T de convoyage, dans un plan horizontal B, qui est sensiblement parallèle à la cloison 62 horizontale du plafond et/ou la cloison 64 horizontale du plancher et/ou un plan horizontal définit par le sol sur lequel repose l’unité de conditionnement thermique 16.
Le moyen de convoyage 26 comprend une succession d’organes de préhension 30 transportant les préformes 4 à chauffer cols en haut de l’entrée à la sortie de l’unité de conditionnement thermique 16.
A titre d’exemple non limitatif, on se reportera au brevet français de la demanderesse dont le numéro de publication est WO2007025909 qui décrit un organe de préhension 30 de préformes précité.
En variante, les préformes sont chauffées col en bas, puis sont retournées col en haut au niveau de l’entrée et de la sortie de l’unité de conditionnement thermique pour réaliser les transferts des préformes.
A titre d’exemple non limitatif, on se reportera au brevet français de la demanderesse dont le numéro de publication est EP2626177B1 qui décrit un organe de préhension de préformes équipé d’un dispositif de démontage rapide.
L’enceinte 23 comprend également le robot 19 se constituant du socle 20 et du bras 21 articulé qui est équipé à son extrémité libre d’un outil de préhension apte à saisir les organes de préhension 30 ou les sources de rayonnement 22.
Dans ce mode de réalisation, le socle 20 peut être fixe ou mobile. Lorsque le socle est mobile en rotation, il est mobile par rapport à un axe V. Ici, l’axe V et l’axe Z3 de la second roue 38 sont confondus.
Comme représenté à la , une partie inférieure 72 du socle 20 est solidarisé à l’enceinte 23.
La partie inférieure 72 du socle 20 du robot 19 est fixé sur la cloison 64 horizontale du plancher ou une partie horizontale du bâti 60 de l’unité de conditionnement thermique.
En variante non représenté, le robot peut être fixé directement au sol sur lequel repose l’unité de conditionnement thermique. En d’autres termes, le robot est agencé dans l’enceinte 23, sous le plan horizontal B défini par le trajet T de convoyage. Ainsi, le bras 21 articulé évolue dans une zone dite « dessous » 23A de l’enceinte 23.
En variante non représenté, le socle du robot est fixé sur la cloison 62 horizontale et/ou une partie du bâti 60 formant le plafond de l’unité de conditionnement thermique. En d’autres termes, le robot peut être agencé dans l’enceinte dite « au-dessus » du plan horizontal B défini par le trajet de convoyage. Ainsi, le bras articulé évolue dans une zone dite « dessus » 23B de l’enceinte 23.
Dans une autre variante, le socle 20 peut être fixé sur le plan horizontal B et s’étendant à l’intérieur du trajet de convoyage formant une boucle et le bras 21 articulé peut évoluer dans la zone du dessous 23A et/ou dans la zone du dessus 23B de l’enceinte.
Comme représenté à la , le bras 21 est accouplé à l’une de ces extrémités au socle 20 et à l’autre extrémité libre à un outil de préhension pour réaliser les opérations de changement des organes de préhensions 30 ou des sources de rayonnement 22.
Le bras 21 articulé se compose de plusieurs tronçons 66. Ces tronçons 66 sont articulés les uns par rapport aux autres par des axes 68 d’articulation pour évoluer dans la zone de dessous 23A ou dans la zone de dessus 23B suivant la position du socle 20.
L’outil de préhension est apte à désolidariser et à saisir un premier organe de préhension 30 qui était solidarisé au moyen de convoyage 26. Puis, le bras 21 articulé déplace le premier organe de préhension 30 pour le déposer dans le magasin. Ensuite, l’outil de préhension est apte à désolidariser et à saisir un second organe de préhension 59 qui était solidarisé au magasin avant d’être déplacé et fixé sur le moyen de convoyage 26.
Il existe deux types d’opérations réalisées sur l’organe de préhension 30 :
Les opérations de maintenance consistant à changer au moins un organe de préhension 30, c’est-à-dire à remplacer l’organe de préhension par un autre organe de préhension ayant les mêmes caractéristiques techniques (dimension, raideur des joints pour le maintien de la préforme).
Les opérations de changement de format consistant à changer tous les premiers organes de préhension 30 solidaires du moyen de convoyage 26 par les seconds organes de préhensions 59 se trouvant stockés dans le magasin 57.
Comme représenté à la , l’enceinte 23 comprend également le magasin 57 apte à stocker les organes de préhension 30 pour réaliser les opérations de maintenance ou apte à stocker les seconds organes de préhension 59 pour réaliser les opérations de changement de format de récipient produit.
La représente une vue partielle en perspective de l’unité de conditionnement thermique montrant plusieurs positions du bras articulé dans la zone du dessous 23A de l’enceinte 23, ainsi que le magasin dans une position rétractée, c’est-à-dire dans une position où le magasin se trouve à l’intérieur de l’enceinte 23.
Cette figure montre l’unité de conditionnement thermique comprenant le moyen de convoyage 26, le bâti 60, l’enceinte 23, le robot 19 et le magasin 57.
Pour alléger cette figure, la succession des organes de préhension et une partie supérieure du bâti 60 n’ont pas été représentées.
Le moyen de convoyage 26 a été décrit précédemment lors de la description de la .
Sur cette figure, le moyen de convoyage 26 est représenté schématiquement et a pour vocation de montrer son encombrement et son positionnement dans l’unité de conditionnement thermique notamment par rapport au robot 19 et au magasin 57.
Le moyen de convoyage 26 forme une boucle fermée.
La partie inférieure de la boucle fermée du moyen de convoyage définit le plan horizontal B.
Le bâti visible sur cette figure comporte des poutres 70, formant une partie du plancher, sur lesquelles vont reposer les éléments structurels de l’unité de conditionnement thermique notamment le robot, le magasin et une partie des cloisons non représenté.
L’enceinte 23 et surtout la zone de dessous 23A est définie par un volume se trouvant entre le plan horizontal B et les poutres formant le plancher.
Pour ce mode de réalisation, ce volume de la zone de dessous 23A constitue le volume dans lequel le robot va être positionné pour faire les différentes opérations.
Le même raisonnement peut être appliqué pour définir le volume de la zone du dessus 23B, c’est-à-dire, entre le plan horizontal B et les poutres formant le plafond (non représenté sur cette figure).
Sur cette figure, le robot est agencé dans la zone dessous 23A.
Le robot 19 se constitue du support 20 et du bras 21 robotisé.
Le support 20 se compose également de deux parties, une partie inférieure 72 et une partie supérieure 74.
La partie inférieure 72 du support est solidarisée au bâti 60, par tous moyens de fixation bien connues de l’Homme du Métier.
Le support 20 est agencé dans la zone du dessous 23A et plus particulièrement, sous l’un des deux virages 43, 45 du trajet T de transport, sous l’axe de la roue du moyen de convoyage.
Le support 20 s’étend à l’intérieur du trajet T de convoyage.
La partie supérieure 74 du support est solidarisée au bras 21 robotisé.
Le bras 21 articulé comporte plusieurs tronçons 66 reliés entre eux par des axes 68 de rotations.
La montre le bras 21 articulé dans plusieurs positions notamment dans une position de dépose de l’organe de préhension 30 dans le magasin 57 ou de saisie de l’organe de préhension dans le magasin 57.
Comme représenté à la , 4, et 5, le magasin 57 se compose d’une plaque 76 verticale adjacente au virage 43 du trajet T de convoyage.
La plaque 76 se compose d’une multitude de plaques plus petites.
La plaque 76 verticale comprend des emplacements 78 dans lesquels viennent se loger les organes de préhension 30. Ici, les emplacements 78 prennent la forme d’alésages.
Ici, les organes de préhension sont maintenus dans ces différents alésages par des moyens de maintien tels que des aimants ou par tous autres moyens de maintien connus par l’Homme du Métier, pinces, joint torique par exemple.
Lorsque tous les seconds organes de préhension sont présents dans le magasin, celui-ci comprend au moins un emplacement 78 supplémentaire libre. Lors du démontage d'un premier organe de préhension 30 du moyen de convoyage 26, ce dernier est rangé dans l'emplacement 78 supplémentaire libre, puis un second organe de préhension 59 est prélevé dans le magasin 57 pour être monté en lieu et placé du premier organe de préhension qui vient d’être démonté du moyen de convoyage 26.
Le magasin 57 s’escamote à l’extérieur de l’enceinte pour qu’un opérateur effectue le changement des organes de préhension en temps masqué, c’est-à-dire, pendant que l’unité de conditionnement thermique continue de produire.
La montre le magasin 57 en position active, c’est-à-dire que le magasin s’étend à l’extérieur de l’enceinte 23.
Comme illustré sur la , l’escamotage du magasin s’effectue, ici, suivant un mouvement de translation.
En variante non représentée, l’escamotage du magasin s’effectue suivant un autre mouvement par exemple un mouvement de rotation.
Pour maintenir le magasin dans sa position active, le magasin comprend un bloqueur 82, c’est-à-dire, un actionneur tel un vérin apte à bloquer le magasin dans la position active ou dans la position rétractée.
Pour passer d’une position à une autre, la plaque verticale constituant le magasin est solidarisée en partie haute et en partie basse à des glissières 80 qui elles-mêmes sont solidarisées au bâti 60 et/ou à l’une des cloisons 62, 64 horizontales.
En variante non représenté, le magasin comprend un barillet sur la périphérie duquel des emplacements 78 sont réalisés pour loger les organes de préhension.
Ces emplacements 78 peuvent être des alésages ou des rainures aptes à recevoir les organes de préhension 30.
Dans le cadre de ce mode de réalisation, la rotation du barillet est combinée avec le mouvement du bras articulé pour optimiser le remplissage du magasin sans l’intervention de l’opérateur.
Dans le cadre de cette invention, le magasin prend la forme d’une plaque ou d’un barillet, il est connu de l’Homme du Métier beaucoup d’autres moyen pour réaliser des magasins.

Claims (11)

  1. Unité de conditionnement thermique (16) de préformes (4) notamment en matériau thermoplastique pour la fabrication de récipients (2) comprenant :
    -une enceinte (23) dans laquelle les préformes (4) sont conditionnées thermiquement ;
    -des sources de rayonnement (22) s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte (23), lesdites sources de rayonnement étant aptes à conditionner thermiquement les préformes ;
    -un moyen de convoyage (26) s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte et comportant des premiers organes de préhension (30) pour déplacer lesdites préformes le long d’un trajet (T) de convoyage fermé et au moins une portion du trajet de convoyage s’étendant au droit des sources de rayonnement,
    caractérisée en ce qu’elle comporte également au moins un magasin (57) s’étendant à l’intérieur de ladite enceinte (23), au droit d’au moins une partie dudit trajet (T) de convoyage, et apte à stocker au moins un organe de préhension (30).
  2. Unité de conditionnement thermique (16) selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit trajet (T) de convoyage fermé comprenant au moins : un tronçon dit aller (39), un tronçon dit retour (41) et deux virages ’43, 45) reliant le tronçon aller (39) et le tronçon retour (41), les sources de rayonnement (22) s’étendant au droit d’au moins un tronçon aller et/ou retour.
  3. Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit magasin (57) est agencé au droit d’au moins l’un des virages (43, 45) dudit trajet (T) de convoyage.
  4. Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ladite enceinte (23) comporte au moins une cloison verticale adjacente audit trajet (T) de convoyage.
  5. Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite enceinte comporte une première cloison (47) verticale d’orientation longitudinale adjacente au tronçon aller (39) dudit trajet (T) de convoyage, se prolongeant par une seconde cloison (49) verticale d’orientation transversale adjacente audit virage (43) du trajet de convoyage, se prolongeant par une troisième cloison (51) verticale d’orientation longitudinale qui est globalement parallèle à ladite première cloison (47) et adjacent au tronçon retour (41) dudit trajet (T) de convoyage.
  6. Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit magasin (57) est monté mobile entre une position dite « active » dans laquelle ledit magasin s’étend à l’extérieur de ladite enceinte (23) pour effectuer le changement desdits organes de préhension (30) et une position dite « rétractée » dans laquelle ledit magasin (57) s’étend à l’intérieur de la dite enceinte (23) pour effectuer les opérations de maintenances et/ou de changements de formats.
  7. Unité de conditionnement thermique selon la revendication 6 caractérisée en ce qu’au moins une des cloisons (47, 49,51) de l’enceinte comporte un panneau escamotable pour permettre audit magasin (57) de passer depuis sa position active jusqu’à sa position rétractée et inversement.
  8. Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un magasin (57) apte à stocker des seconds organes de préhension (59) au droit d’au moins un robot (19).
  9. Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit magasin (57) comprend une plaque (76) verticale adjacente audit virage (43) du trajet (T) de convoyage, et ladite plaque (76) comprenant des emplacements (78) dans lesquels viennent se loger les organes de préhension.
  10. Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit magasin comprend un barillet sur la périphérie duquel des emplacements (78) sont réalisés pour loger les organes de préhension.
  11. Unité de conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les emplacements (78) ont la forme d’au moins un alésage et/ou d’au moins une rainure.
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