FR2523934A1 - Procede et dispositif de prehension de colis - Google Patents

Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A DES TECHNIQUES DE MANUTENTION DE COLIS. POUR LA MANUTENTION DE COLIS ENCOMBRANTS DE FAIBLE MASSE ET RECOUVERTS D'UNE ENVELOPPE RELATIVEMENT FRAGILE, L'INVENTION PROPOSE DES MOYENS DE PREHENSION EXERCANT LEUR ACTION PAR DEPRESSION SUR UNE SURFACE RELATIVEMENT LARGE DU COLIS, DE FACON A NE PAS ENDOMMAGER L'ENVELOPPE DES COLIS. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA MANUTENTION DE COLIS DE MATELAS DE FIBRES MINERALES.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE PREHENSION DE COLIS

L'invention est relative à un dispositif de préhension de co-

lis dont les caractéristiques rendent leur manutention mal aisée par

les moyens traditionnels.

De façon plus précise l'invention vise la manutention de co-

lis dont la forme est facilement modifiée notamment sous l'effet d'une pression mécanique, qui sont de grandes dimensions et sont relativement

fragiles.

Les rouleaux ou paquets renfermant des matériaux fibreux sous

forme de matelas souples constituent un exemple particulièrement repré-

sentatif du type de colis envisagés dans le cadre de l'invention Pour des raisons de simplification nous nous référerons dans la suite de la

description aux colis de matelas de laine de verre étant entendu que

l'invention s'applique à tous les colis présentant des caractéristiques

analogues, tant pour leur forme, que pour leur consistance.

La manutention des colis de produits tels que les matelas de laine de verre soulève des difficultés très particulières qui tiennent

à la fois aux dimensions de ces colis, à leur fragilité, à leur capa-

cité à se déformer.

Dans les présentations les plus usuelles les matelas de fi-

bres isolantes atteignent ou même dépassent 1,20 m de large et sont par exemple en rouleaux de 0,60 m de diamètre, ou également par exemple, en ensembles de panneaux formant un colis parallélepipédique d'une longueur de 1,20 m et dont les côtés font 0,6 sur 0,6 m Il s'agit donc de colis relativement encombrants Par ailleurs leur masse volumique est peu élevee Elle se situe aux environs de 15 à 100 kg/m 3, soit une masse pour un rouleau du type indiqué précédemment de l'ordre

de 8 à 30 kg.

Les colis en question se distinguent encore par le fait que

leur emballage est relativement fragile.

Les emballages sont constitués ordinairement d'une feuille d'un matériau macromoléculaire éventuellement rétracté, tel que des feuilles de polychlorure de vyyle, pely;thyene, po Lypopy 1 ène ou de matériaux analogues, ou des feuillets de pap 4 i de plu OU moins grande résistance.

Ces emballages légers présentent l'avantage d'dtre relative-

ment peu coûteux En contre partie Ils ne protègent le produit que de

façon très sommaire contre les déformations ou déchirures qui peuvent

résulter d'une manutention mal adaptée et de ce fait contribuent aux

formes géométriques mal définies et arrondies des colis -

Si tout au long des chaînes de production de ces produits à base de fibres de verre on s'efforce de réaliser une continuité de

traitement depuis le fibrage jusqu'à l'emballage, ce qui évite les opa-

rations de transferts, une intervention est cependant nécessaire en bout de chaîne pour rassembler les produits emballés et les conduire, ordinairement sur des palettes ou des chariots, dans des locaux de

stockage.

La mise en palette est délicate à réaliser par des moyens de préhension traditionnels tels que des crochets, des pinces, etc en raison de la fragilité des emballages au poinçonnement et de la faible

résistance à l'écrasement des produits Pour cette raison le remplissa-

ge des palettes est souvent accompli de façon purement manuelle ce qui

n'est ni satisfaisant ni très rationnel.

Un but de l'invention est de permettre la manutention mécani-

que de colis tels que les rouleaux de laine de verre ou de produits

analogues sans risque de détérioration de ces colis.

Un autre but de l'invention est de permettre une manutention suivant des cadences accélérées par rapport à celles mises en oeuvre

jusqu'à ce jour.

Un autre but de l'invention est de permettre la manutention simultanée de plusieurs colis à prendre ou à déposer en des endroits

différents.

Un autre but de l'invention est de permettre la manutention

de colis de formes et/ou de dimensions variées avec le même dispositif.

Selon l'invention dans la manutention de colis du type de ceux indiques précédemment, le ou les colis sont saisis au moyen d'une

tête de préhension qui maintient le colis par une dépression pneumati-

que exercée sur une fraction de la surface du colis La surface et la dépression sont déterminées conjointement de façon que d'une part la

force soit suffisante pour déplacer le colis et que d'autre part la dé-

pression reste inférieure à celle pour laquelle l'enveloppe du colis

risquerait d'être endommagée.

Compte tenu de leur faible masse, la dépression nécessaire dans le dispositif, qui agit à la façon d'une ventouse, n'est pas très importante et d'autant moins que la surface utile, c'est-à-dire celle sur laquelle s'exerce la dépression, est plus grande De cette façon il est possible de soulever et de déplacer les colis retenus sur la tête

de préhension en restant très en deça des valeurs de dépression suscep-

tibles d'aboutir à l'éclatement ou à la déchirure de l'emballage.

A titre d'exemple pour un papier Kraft d'emballage en feuille de 70 g/m 2 la résistance à l'éclatement (NF Q 03053) est de 36 Mullen

et la porosité de 3,5 selon la NF T Q 03001 Si l'on opère avec une tê-

te de préhension de 25 dm 2 la masse maximum qui pourra théoriquement être maintenue est de 500 kg En pratique compte tenu de la marge de sécurité nécessaire une masse inférieure a 80 kg peut être déplacée

sans risque de rupture de l'enveloppe Ceci notons le est bien supé-

rieur à la masse habituelle d'un rouleau de laine de verre qui est de

façon typique de l'ordre de 10 à 30 kg Cette marge n'est pas entière-

ment superflue En effet l'étanchéité au niveau du colis n'est Jamais assurée de façon parfaite Une dépression statique plus forte permet de

compenser ces défauts d'étanchéité en régime dynamique.

Ce que nous venons de voir pour le papier d'emballage est également applicable au cas d'un emballage sous feuille de matériau macromoléculaire Ainsi une feuille de polyéthylène d'une épaisseur de 0, 07 mm peut supporter sans déchirement ni déformation substantielle

une dépression de l'ordre de 300 mbar.

En fonction de ce qui précède, le technicien détermine dans chaque cas, c'est-à-dire pour chaque type de colis manutentionné, en

fonction du poids du colis et de la résistance de l'emballage la sur-

face de préhension' nécessaire La surface une fois déterminée celle-ci peut être constituée à l'aide d'une ventouse unique ou de plusieurs ventouses de dimensions moindres et réparties à différents points de la

surface du colis.

La forme de la surface de préhension peut évidemment être

très-variée sans que le fonctionnement en soit changé.

De façon générale le dispositif selon l'invention constitue une tête de préhension comprenant une chambre de dépression dont la

forme générale est adaptée au colis Cette chambre est délimitée laté-

ralement par des lèvres disposées sur le pourtour de la tête de prfhen-

sion.

Les lèvres rfit - irc:aenit ein contact Yves l'enve oppe *x-

terne du colis et avec ce de 3 rnier a-:sirc'nt 1 '4 tanciêit 4 de la chambre.

Leur forme est donc adaptée à la forme et à la nature du colis pour que

cette étanchéité soit réalisée de façon satisfaisante.

Les colis de matelas de fibres enveloppés dans un emballage souple peuvent se déformer pour épouser la configuration exacte du bord

des lèvres Dans ce cas il n'est pas indispensable que celles-ci puis-

sent se déformer notablement.

Par contre, toujours dans ce cas, il parait préf 4 rable que la

surface de contact de la lèvre avec l'enveloppe du colis soit relative-

ment large Le contact d'une lèvre trop mince avec l'enveloppe fragile

pourrait amener des déformations ou des déchirures indésirables.

Lorsque le colis saisi par l'organe de préhension offre une surface extérieure plus rigide, et qu'il n'est pas possible de mettre à

profit sa déformation pour assurer l'étanchéité, par exemple si l'en-

veloppe est en carton, les lèvres sont avantageusement relativement souples. Pour les colis deformables il n'est même pas indispensable que le contour des lèvres corresponde à celui de la surface du colis

sur lequel elles viennent s'appliquer Ainsi pour des rouleaux cylin-

driques il est possible d'utiliser des lèvres longitudinales et trans-

versales rectilignes Dans le sens transversal la convexité du rouleau dans ce cas, est compensée par un léger tassement pour amener la lèvre

sur toute sa longueur au contact de l'enveloppe.

Divers détails de réalisation de l'invention apparaîtront

dans la suite de la description Dans celle-ci il est fait référence

aux planches de dessins dans lesquelles: la figure 1 représente de façon schématique en perspective un organe de préhension par dépression selon l'invention, la figure 2 est une coupe partielle de la figure 1 à une échelle agrandie,

la figure 3 présente en perspective vu de dessous un ensem-

ble comprenant trois têtes de préhension fixées sur un même châssis, la figure 4 présente en perspective vu de dessous un organe de préhension dédoublé dans sa longueur,

la figure 5 est un schéma illustrant le mode de positionne-

ment d'organes de préhension selon l'invention montes de façon articu-

lêe lorsque les colis saisis sont de petites dimensions, la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5

montrant le mode de fonctionnement pour les colis de grandes dimen-

sions, la figure 7 montre une application dans le cas de colis à face plane, la figure 8 est un schéma d'une installation de transfert de colis de l'extrémité d'une chaine de conditionnement sur une palette

au moyen d'un bras articulé.

A la figure 1 le dispositif de préhension selon l'invention

est présenté en position sur le colis 1 en forme de rouleau.

Pour s'appliquer sur une surface aussi grande que possible et réduire l'effort subi par l'enveloppe du colis, le dispositif s'6 tend sur pratiquement toute la largeur du colis Il est constitué d'un bâti

2 sur le pourtour duquel sont fixées les lèvres 3.

Le dispositif de préhension est relié à un système de levage

par un bras 4.

Un tube flexible 5 est en communication d'une part avec la chambre à dépression du dispositif de préhension et d'autre part avec un système d'aspiration non représenté Dans le mode représenté la chambre à dépression étant supposée unique, une seule aspiration est

nécessaire.

Les dimensions du tube 5 sont choisies de façon à permettre

un'débit rapide d'aspiration Ainsi les opérations conduisant à la pré-

hension du colis puis à son transfert et à son relâchement peuvent el-

les être effectuées dans des conditions de rapidité satisfaisantes.

La coupe de la figure 2 montre de façon plus précise comment

se situe le colis 1 par rapport au dispositif de préhension.

L'enveloppe 6 du colis est appliquée sur les lèvres épaisses

3 qui sont solidaires du bâti 2.

Sous l'effet de l'aspiration l'enveloppe 6 tend à venir s'ap-

pliquer contre le fond du dispositif de préhension empêchant le main-

tien d'une dépression uniforme sur toute la surface Pour rétablir des conditions adéquates de circulation d'air, un espace est ménagé entre

le fond 2 et l'enveloppe 6 par l'interposition d'une grille 7 qui main-

tient l'enveloppe à distance du bâti 2 sans modifier les conditions de

dépression.

Dans la pratique, comme représenté dans les figures, les re-

bords des lèvres se situent tous dans un meme plan La déformation des

colis en forme de rouleaux permet de rétablir une étanchéité relative.

Dans tous les cas il est bien évident que l'étanchéité au ue squ Tui 4 ua s T Toz) sep aiqmou al zax Tj op -juop la ( 9) s:luamglg C no -Z 41 aj Anao ua aizzam op jamiad j Tz Tsods Tp np ag Tadoidde apuummoz aua :Iuame AT:teuja:llu sai Tedmi la sej T-ed sao 2 uvi op uo T:zn:IT:Isuo-a el a 2 lxa Tnb oz> 'xne 2 uluu,&u aile ana az>uozulub ue a 2 L-Tqmasse un senb-jxpu-f T -XD s T To D sep inod a Tdmexa lud -a 9 l TTT Deg elle luem O Tu Z 9 ined ajal In Diz çú -jud uoilvin 2 Tjuo D aun auuiuasgid salqmasuap uo Izni Tisuoz e-j -a Tdmexe lied a:l-lal-ed aun ans a 2 uufsu 2 emma T op en,& ua 's-ioj:l op sadnoj 2 jud sgsodgp aile jua Anad Ili Tsods Tp a D ard 9-islt-s SI-lOz sa-1 -T Tquz_egjd aipio un suvp siloa sel jasods Tp la a Ts Tes inod quammulou a TT In Ise ITIT 80 ds TP Tel ua -Z Tz Uq aw Dm un ans 5980 ds TP Iu Os sluamffl Oú s Toil lenbel suep uo Tius Tlupi op apom un O JI Sn TIT E ain 2 Tj e-1 -elsa Uq D am 9 m un ans uo Tsuaqqad op sluem 9 T P sano Tsn Id jesodslp op xna 2 ulun Av exi Teaud Ined TT ixnaaqmou quemamaaixa s T To D sep :iueueidmo-a sa Tj_es op uo T:Iua:lnub-m VI anod lyej ua -anblun:Ise uo T:Jua,& -UT'l Uo Tes uo Tsuaqqid op j Tz Tsods Tp al 4 Z la 1 sajn Zlj xny -quamagaa AUT no IT 01 pua amem nu s Tad 9 T Io D sep sjujod sana Tsn Id ne ja 2 aeq Dpp anod aldmexe jed tapommo D aile:jnad Tnb a D sluu Pu Od PPUT ZUOS SITOZ Sa P affl Jul el no as Tid el 4 quamgaudgs 9 a 9 P Uvmmca aile lua Anad:Iuvm-e T 9 'anbeq-a op suo Tssajdgp sa T TS -elleuuo Ti Tpua 4 uo 5 ej op 991 lemoinr OZ luemai Teu Tpao lue apuemiuo D op aisod ea séA Tzligdga suollapdo sel inod -apunumoz> op alsod el 9-indap enb-1:1-emnoud uo 5 ej op no:Iuamanb Ti-z-je TP 9 q-Jua Tz 9 P lse auu VA 'el op no:Iadu- l:) np:zuemauuo-i:iz)uoj a-1 uoleuaqqid op j Tq Tsods Tp np uis Toa ç aqnl np pzlmealxal 'Q 980 d STP aile ined sain STI sel ans plues çj -.9 adaz uou:lad-el D un no aumu,& i)un uo-l:tnxpdop ad,&:l a D inod -uo Tliodoid ue e Uiz 3 v elle inad 8 D Ue Puz VI la a Tq Tssod Ise T Tnb quuine allnpgz jsuje Ise alqmasua T op a Tlieu T,1 -uo Tssajdgp Q ajqmuqz el a P a Tq-Issod anb S 2 ad Tssns essai as:l Tnail-a el ans uol:ldnij; a:lull Onb la anu Tiuoz U 05 vi ep;auuoilzuog uoiqui Tdsu p am 2 qs Xs el anb a:Ijos 01 ua ai-fui op sag-19 dgi suo Tieigdo p siol a Tquagjgad Ise Il -auuu A aun p ainlataiaj avd uollul Tdsep llnzal D np anbuo D Tanb qu Tod un ue i Tos 4 ald -maxa jud aluu-rjjnos eun úuoluua Tds?,p ama:Is Xs al queljje ua au T 2 Tol il:110 S agn:l Da JJD ajap zi-A uo T 71 ei-ïdse T op uo T:Idni a:lul,,l -slloz np:Igdgp ne Pu Odsalao-a u Gy 1 ssz;-dqp op ajqmqz v T suv P u Ollea Tdsu T ap uolidnaaalu Tq Inasua 4:ld J'k- 1190 ds-P ai lild np np aginp el ainoi :iuapuid -nuj:juo -Z Libiwtcu Xp U 05 uj ap anb aiqmeq D el saup a PUq Ujvw j 3 e'u vî -aajosqu sud iseu sllo D np i Duquo D

ú 6 úZSZ

fonction de la rangée en cours de constitution.

La distance séparant les éléments ( 8) les uns des autres est

fonction de la dimension des colis à saisir Il est évident que l'Jcar-

tement est de préférence tel que les colis saisis soient côte à côte.

* <*t 5 Bien entendu les éléments peuvent être aussi disposés en sé-

rie dans le sens longitudinal comme représenté à la figure 4 ou encore

former un ensemble de plusieurs rangées, chaque rangée comprenant plu-

sieurs 6 léments Les dispositions dans ce domaine sont déterminées par

la façon dont les colis sont formés puis acheminés jusqu'à l'emplace-

ment o ils sont saisis par le dispositif selon l'invention, et aussi par l'arrangement de ces colis dans les lots que l'on constitue sur les

palettes ou dispositifs analogues.

Aux figures 3 et 4 les eléments de préhension 8 sont tous so-

lidaires du même bâti 2 Il peut aussi être avantageux de monter les

divers éléments 8 d'un meme ensemble de façon à leur permettre une cer-

taine mobilité les uns par rapport aux autres.

La figure 5 illustre schématiquem ent une disposition de ce

genre Sur un même châssis 9 deux éléments 8 sont fixés par l'interm 4-

diaire de supports 10.

Les fixations des supports 10 sur le châssis 9 et/ou des élé-

ments 8 sur les supports 10 peuvent être articulées de façon à permet-

tre une certaine inclinaison des éléments.

Un montage de ce type facilite une bonne mise en position des éléments de préhension vis-à-vis des colis à saisir, même si les colis

ne se présentent pas exactement en face des éléments 8.

Un autre intérêt de ce type de montage est de permettre la saisie de colis cylindriques de grandes dimensions comme représenté à la figure 6 Dans cet exemple, la surface nécessaire pour soulever le rouleau est répartie sur les deux él 4 ments 8 ce qui permet de conserver

un bon contact avec le colis en dépit de sa convexité.

Il va de soli que les mêmes types de montages peuvent être

utilises pour saisir des colis à faces planes C'est ce qui est repré-

sente schématiquement à la figure 7 Sur cette figure les éléments de

préhension 8 travaillent par paires et le dispositif est conçu pour le-

ver simultanément deux colis Une commande programmée permet un réglage automatique du déplacement de l'organe de préhension de telle sorte

qu'aucune intervention n'est nécessaire pendant le chargement de la pa-

lette 19.

Les dispositifs de préhension peuvent être fixés sur n'im-

porte quel ensemble de levae et die ras Il petit s'agir notammnist de bras articulés, de ponts pu-4 es, ic pn - îi Liers ou de combinaisons

d'appareils de ce type.

Dans la suite l'invention est décrite dans une application particulière, la palettisation de rouleaux de laine de verre venant

directement de la chaine de fabrication et de conditionnement.

A la figure 8, les rouleaux 1 i de laine de verre enveloppés dans une feuille de polyéthylène ( 0,07 mm) sont acheminés sur le tapis

convoyeur 12.

Ces rouleaux ont un diamètre de 55 cm pour une longueur de

cm et un poids de 10 kg.

A l'extrémité du tapis convoyeur 12 les rouleaux sont arrêtés

par la butée 13.

Un dipositif de préhension 14 comportant deux éléments d'as-

piration 15 est fixé sur un dispositif de levage articulé 22.

Chaque élément d'aspiration est de forme rectangulaire ( 100 x cm).

Une pompe 16 est associée au dispositif de levage Cette pom-

pe est capable d'évacuer 5 m 3/minute sous une dépression de 200 mbar ou

10 m 3/minute sous 30 mbar.

Même dans les plus mauvaises conditions la masse soulevable

pour chaque elment 15 est donc d'au moins 75 kg; c'est-à-dire une mas-

se sensiblement plus élevée que celle des rouleaux de laine de verre.

Cet excédent de puissance du dispositif est largement suffi-

sant pour que, lors des mouvements du dispositif de levage, les accélé-

rations communiquées aux rouleaux ne conduisent pas à leur 'décroche-

ment' accidentel.

Un tube annelé flexible 17 relie les éléments 15 à la pompe 16 Un clapet, non représente, est situé à l'entrée des éléments 15 Il interrompt l'aspiration lorsque les rouleaux préalablement saisis sont relachés sur le chariot 18 sur lequel les rouleaux sont emmagasinés Un

vérin pneumatique actionne le clapet.

Dans des opérations de manutention plus complexes une manoeu-

vre séparée de chaque élément 15 peut être exécutée en commandant l'ou-

-verture et la fermeture d'un clapet pour chacun des éléments 15.

Une séquence complète de transport comprend

le positionnement du bras de levage 21 au-dessus des rou-

leaux 11 arrêtés par le butoir 13, l'ouverture du clapet d'aspiration entraînant la saisie des deux rouleaux simultanément,

le relevage du bras 21 et son pivotement amenant les rou-

leaux à la verticale du chariot 18, l'abaissement du bras 21 pour amener les rouleaux Il sur le chariot (ou sur la rangée précédente de rouleaux),

la fermeture du clapet entraînant le lachâge des rouleaux.

Le dispositif de levage est entièrement automatisé L'ensem-

ble des mouvements pour le chargement d'un chariot est programmé.

Dans les conditions qui ont été indiquées précédemment le chargement des chariots peut se faire à une cadence allant jusqu'à 14

rouleaux par minute.

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duits par un tapis convoyeur ( 12), lesdits éléments ( 8) saisissant les-

dits colis ( 11) pour les transporter sur une palette ( 18) o les colis

sont relâchés.

Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la saisie et le relâchement des colis ( 11) sont obtenus par action des moyens ouvrant et fermant la canalisation ( 17) reliant les chambres de

dépression des éléments < 8) aux moyens engendrant la dépression ( 16).