FR3135911A1 - Ventouse pour appareil de manutention à dépression - Google Patents

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Michel CECCHIN
Pierre MILHAU
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Abstract

Ventouse comportant un soufflet (1) ayant une première extrémité (1.1) et une deuxième extrémité (1.2) le long d’un axe longitudinal (2.1), une paroi de fond (5) ménagée à la première extrémité, une première platine (6) équipant la première extrémité, une jupe (7) d’étanchéité ménagée sur la deuxième extrémité, caractérisée en ce que la ventouse comprend une deuxième platine (8) qui est fixée sur la deuxième extrémité du soufflet, en retrait d’un bord libre de la jupe d’étanchéité, et un support rigide (9), fixé à la deuxième platine et en contact avec la jupe d’étanchéité, portant un boudin d’étanchéité (10) qui délimite un contour fermé et qui est agencé pour être appliqué par le support contre une surface d’un objet à saisir en se déformant élastiquement. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 2

Description

Ventouse pour appareil de manutention à dépression
La présente invention concerne une ventouse pour appareil de manutention à dépression comme par exemple un manipulateur de bouteilles.
ARRIERE PLAN DE L’INVENTION
La manutention de certains objets est réalisée par des bras automatisés, ou manipulateurs, à l’extrémité desquels l’organe de préhension est une ventouse à dépression.
La structure classique d’une telle ventouse comprend un soufflet souple et élastique, de forme générale circulaire ou ovale ayant un bord libre pourvu d’une jupe annulaire qui, lorsqu’elle est appliquée sur l’objet à saisir, isole le volume interne du soufflet de l’atmosphère extérieure de sorte que ce volume peut être connecté à une source de vide. Le vide ainsi établi dans la chambre de la ventouse n’est jamais absolu et la force avec laquelle la ventouse adhère sur l’objet est donc inférieure à la surface de l’objet circonscrite par le bord du soufflet, multipliée par la pression atmosphérique. Cette force détermine donc le poids maximum de l’objet que la ventouse peut prendre en charge.
La chambre de la ventouse est connectée à l’atmosphère au moyen d’un clapet commandé.
Il est usuel, dans ce type de ventouses que le soufflet comporte d’une part un insert supérieur qui forme une platine de fixation de la ventouse au manipulateur et une platine de support du clapet susdit et du conduit pneumatique, et, d’autre part, des raidisseurs périphériques en forme d’anneau logés dans les plis extérieurs du soufflet. Le clapet commandé est normalement fermé lorsque la ventouse est hors service, c’est-à-dire lorsque la ventouse n’est en face d’aucune pièce à saisir, ce qui est le cas quand une machine comporte une pluralité de ventouses pour saisir des pièces en nombre inférieur à celui des ventouses. Au moment où la ventouse vient au contact de la pièce à traiter, le soufflet s’écrase et un poussoir, porté par le soufflet qui prend appui sur la pièce, soulève le clapet de son siège. La dépression peut alors s’établir dans la chambre de la ventouse. Lorsqu’il s’agit de libérer la pièce, l’aspiration est interrompue et de l’air atmosphérique (ou un gaz de soufflage) traverse le clapet encore ouvert et emplit la chambre de la ventouse. Le manipulateur peut alors écarter la ventouse de l’objet, le poussoir quitte la surface de l’objet et le circuit d’aspiration est fermé par le clapet sous l’effet d’un ressort de rappel prévu à cet effet, ce qui évite une perte d’énergie.
Ces ventouses fonctionnent globalement bien mais il est cependant apparu que certains objets à saisir ont des formes, et notamment des formes cylindriques, ne permettent pas l’établissement d’un vide suffisant pour permettre la préhension de ces objets.
OBJET DE L’INVENTION
L’invention a pour objet de fournir une ventouse remédiant au moins en partie aux inconvénients précités.
C’est ainsi que l’invention a pour objet une ventouse à soufflet comportant un soufflet ayant une première extrémité et une deuxième extrémité le long d’un axe longitudinal, une paroi de fond ménagée à la première extrémité, une première platine équipant la première extrémité, une jupe d’étanchéité ménagée sur la deuxième extrémité, caractérisée en ce que la ventouse comprend une deuxième platine qui est fixée sur la deuxième extrémité du soufflet, en retrait d’un bord libre de la jupe d’étanchéité, et un support rigide, fixé à la deuxième platine et en contact avec la jupe d’étanchéité, portant un boudin d’étanchéité qui délimite un contour fermé et qui est agencé pour être appliqué par le support contre une surface d’un objet à saisir en se déformant élastiquement.
On s’est aperçu que la combinaison d’un soufflet avec un support d’un boudin d’étanchéité assure une préhension plus adaptée à certaines formes d’objet à saisir.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description, non limitative de l’invention, donnée ci-après d’un exemple de réalisation de l’invention.
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
la est une vue en perspective d’une ventouse selon l’invention, en prise avec une bouteille ;
la est une vue éclatée de cette ventouse, avec des raidisseurs positionnés dans le même sens ;
la est une vue en coupe axiale de cette ventouse selon un plan III de la , mais avec des raidisseurs positionnés tête-bêche ;
la est une vue en coupe axiale de cette ventouse selon un plan IV de la , les raidisseurs étant positionnés dans le même sens ;
la est une vue en perspective, depuis le dessous, de cette ventouse.
 DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
En référence aux figures, la ventouse de l’invention est ici plus particulièrement décrite en application à la saisie d’une bouteille B dont la surface extérieure, de forme cylindrique à section circulaire centrée sur un axe longitudinal A de la bouteille B, est pourvue de reliefs en hélice s’enroulant autour de l’axe longitudinal A de la bouteille B. Néanmoins, l’invention est utilisable ou peut être adaptée pour la saisie d’autres types d’objets, ayant des formes différentes, de révolution ou non, régulières ou irrégulières…
La ventouse de l’invention, généralement désignée en V, comprend un soufflet 1 qui en forme une paroi latérale déformable le long d’un axe longitudinal 2.1 de la ventouse V et du soufflet 1. La section transversale du soufflet 1 de la ventouse V peut être circulaire ou oblongue. La section transversale du soufflet 1 de la ventouse V a ici une section transversale sensiblement rectangulaire avec un grand axe 2.2 et un petit axe 2.3, avec deux grands côtés rectilignes et deux petits côtés arrondis. On notera que le soufflet 1 est capable d'accepter un effort en rotation autour de l'axe A de la bouteille.
Le soufflet 1 comporte une première extrémité 1.1, ou extrémité supérieure, et une deuxième extrémité 1.2, ou extrémité inférieure, successives le long de l’axe longitudinal 2.1. Entre ces deux extrémités, le soufflet 1 comprend quatre plis en forme de « v » reliés deux à deux par une portion de liaison, chaque pli ayant une section transversale maximale supérieure à la section transversale de la portion de liaison. Dans chacun des plis du soufflet 1, la ventouse V comporte un raidisseur 3 qui s’étend, dans le pli, transversalement à l’axe longitudinal 2.1 de manière à empêcher l’effondrement vers le centre de la paroi latérale du soufflet 1 lorsque la chambre intérieure 4 délimité par le soufflet 1 est soumise à une dépression. Chaque raidisseur 3 est ici formé par un fil métallique qui a été déformé plastiquement pour former un rectangle ouvert et élastiquement déformable s’inscrivant dans la section transversale maximale du pli du soufflet 1. Les extrémités du fil métallique sont conformées en boucle permettant de les rapprocher en utilisant une pince et de mettre en place chaque raidisseur 3 dans un des plis du soufflet 1 (comme on met un anneau élastique « circlips » dans une gorge d’un alésage).
La première extrémité 1.1 est pourvue d’une paroi de fond 5 qui recouvre une première platine 6 au moyen de laquelle la ventouse V peut être fixée à l’extrémité mobile d’un préhenseur de manutention P comme le poignet d’un bras de robot ou sur une surface inférieure d’un caisson ayant une surface supérieure fixée à l’extrémité inférieure d’un tube de levage. La première platine 6 est enchâssée dans une gorge intérieure de la première extrémité 1.1 du soufflet 1. La première platine 6 est également le support d’un siège pour un clapet non représenté, entourant un conduit pneumatique ménagé dans la platine 6 et la paroi de fond 5 de la ventouse V. Ce conduit est relié à une source de vide non représentée. De manière connue en elle-même, le clapet est solidaire d’un poussoir qui traverse le conduit pour se prolonger jusqu’à une deuxième platine 8 constituée d’un insert inférieur en forme de plaque perforée dont la périphérie est encastrée dans la deuxième extrémité 1.2 du soufflet 1. Le poussoir est par exemple un fil déformable inextensible et incompressible dont l’extrémité solidaire du clapet est fixée à ce dernier par le moyen également d’une vis radiale. Un ressort entoure le poussoir et tend à écarter l’insert inférieur du siège du clapet.
La deuxième extrémité 1.2 du soufflet 1 est pourvue d’une jupe (ou lèvre) d’étanchéité 7 qui est d’une seule pièce avec le soufflet 1 et qui s’étend en saillie axiale de la deuxième extrémité 1.2 du soufflet 1 en s’évasant depuis celle-ci. La deuxième platine 8 est enchâssée dans une gorge intérieure de la deuxième extrémité 1.2 en retrait de la jupe d’étanchéité 7 et une plaque support 9 s’étendant à l’extérieur du soufflet 1 est fixée à la deuxième platine 8 par des vis de telle manière que la jupe d’étanchéité 7 est plaquée contre une surface supérieure 9.1 de la plaque support 9. A l’opposé, la plaque support 9 comprend une surface inférieure 9.2 portant un boudin d’étanchéité 10 délimitant un contour fermé.
La surface inférieure 9.2 de la plaque support 9 a une forme au moins en partie complémentaire d’une forme extérieure de l’objet à saisir. Plus précisément ici, la surface inférieure 9.2 de la plaque support 9 comprend une portion concave en arc de cylindre de génératrice parallèle au grand axe 2.2. Lorsque la ventouse V est positionnée par rapport à la bouteille B de telle manière que le grand axe 2.2 et l’axe longitudinal 2.1 de la ventouse V sont dans un même plan avec l’axe longitudinal A et que ce dernier est perpendiculaire à l’axe longitudinal 2.1, la surface inférieure 9.2 de la plaque support 9 est complémentaire de la forme extérieure de la bouteille B.
Le boudin d’étanchéité 10 a ici une petite section transversale rectangulaire avec un grand axe parallèle à l’axe longitudinal 2.1 et est en mousse élastiquement déformable, par exemple en élastomère, ou en silicone. Le boudin d’étanchéité 10 est collé sur toute sa longueur à la surface inférieure 9.2 de manière à assurer un contact étanche entre la plaque support 9 et l’objet à saisir à savoir la bouteille B. La plaque support 9 est dite rigide en ce sens qu’elle est plus rigide que le boudin d’étanchéité 10 qui se déformera élastiquement au contact de l’objet à saisir tandis que la plaque support 9 conservera sa forme.
En service, le conduit de vide non représenté est connecté à la source d’aspiration de la machine de préhension P.
La ventouse V est approchée de la bouteille B de telle manière que le grand axe 2.2 et l’axe longitudinal 2.1 de la ventouse V soient dans un même plan avec l’axe longitudinal A et que ce dernier soit perpendiculaire à l’axe longitudinal 2.1.
Lorsque le boudin 10 de la ventouse V arrive au contact de la bouteille B et que le mouvement de rapprochement se poursuit, la deuxième platine 8 est déplacée en direction de la platine 6 et le clapet, soulevé de son siège. Le vide s’établit dans la chambre 4 de la ventouse V ce qui engendre la force de préhension en même temps qu’une contraction axiale du soufflet 1. Du fait de la déformabilité élastique du boudin et ici de la forme de la surface inférieure 9.2 de la plaque support 9, il s’établit un contact étanche entre le boudin 10 et la surface extérieure de la bouteille B assurant une préhension efficace.
On note que le poussoir du fait de son caractère filaire peut se déformer (onduler) pour absorber les contraction et déformation du soufflet alors que le clapet reste soulevé.
Au moment de la dépose de la bouteille B, le vide cesse dans le conduit en amont du clapet, par une commande appropriée du préhenseur, et la chambre 4 est mise en communication avec l’atmosphère ou avec une source d’air comprimé destiné à remplir rapidement le soufflet 1. Le soufflet 1 s’allonge et le clapet rejoint son siège alors que la force de préhension s’annule. L’objet est alors relâché, la chambre 4 est de nouveau isolée du conduit de vide situé au-delà du clapet par rapport à la première platine 6. Un nouveau cycle de préhension peut alors recommencer. La fermeture du clapet doit donc coïncider avec une pression dans la chambre 4 au moins égale à la pression atmosphérique. On comprend que si le comportement du soufflet 1 a varié au cours du temps, il puisse ne pas y avoir conservation de cette coïncidence ajustée lors du réglage initial de la machine.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie dans le résumé précédent.
En particulier, la structure de la ventouse et sa liaison au préhenseur peuvent être différentes.
Le boudin d’étanchéité peut être fixé par d’autres moyens que le collage, et par exemple par emboîtement dans une rainure.
Le boudin d’étanchéité peut être fixé à une surface latérale de la plaque support ou à un élément rigide rapporté sur la plaque support.
Le boudin d’étanchéité peut avoir une section différente de celle indiquée, c’est-à-dire autre que rectangulaire et par exemple circulaire ou trapézoïdale.
Le boudin d’étanchéité peut être dans un matériau poreux, semi-poreux, ou non poreux, se présenter sous forme de gel…
Le soufflet de la ventouse peut avoir plus ou moins de plis.
La ventouse peut avoir un agencement de clapet différent.
L’invention concerne un préhenseur comprenant un caisson pourvu de moyens de son raccordement à un circuit pneumatique et d’au moins une ventouse. Le préhenseur peut être équipé d’une ou plusieurs des ventouses selon l’invention.
En utilisation, l'axe 2.1 du soufflet 1 n'est pas forcément vertical comme sur la .

Claims (7)

  1. Ventouse comportant un soufflet (1) ayant une première extrémité (1.1) et une deuxième extrémité (1.2) le long d’un axe longitudinal (2.1), une paroi de fond (5) ménagée à la première extrémité, une première platine (6) équipant la première extrémité, une jupe (7) d’étanchéité ménagée sur la deuxième extrémité, caractérisée en ce que la ventouse comprend une deuxième platine (8) qui est fixée sur la deuxième extrémité du soufflet, en retrait d’un bord libre de la jupe d’étanchéité, et un support rigide (9), fixé à la deuxième platine et en contact avec la jupe d’étanchéité, portant un boudin d’étanchéité (10) qui délimite un contour fermé et qui est agencé pour être appliqué par le support contre une surface d’un objet à saisir en se déformant élastiquement.
  2. Ventouse selon la revendication 1, dans lequel le boudin d’étanchéité (10) est solidaire d’une surface inférieure (9.2) du support (9).
  3. Ventouse selon la revendication 2, dans lequel la surface inférieure (9.2) du support (9) a une forme au moins en partie complémentaire d’une forme extérieure de l’objet à saisir.
  4. Ventouse selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le boudin d’étanchéité (10) est en mousse élastiquement déformable.
  5. Ventouse selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle le boudin d’étanchéité (10) est en silicone.
  6. Ventouse selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le boudin d’étanchéité (10) a une petite section transversale rectangulaire.
  7. Préhenseur (P) comprenant un caisson pourvu de moyens de son raccordement à un circuit pneumatique et d’au moins une ventouse (V) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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